Создание ионого двигателя, отличающегося от предыдущих схемой и принципом действия, применением новых конструкционных материалов, более высокими механическими и тепловыми нагрузками, лучшими удельными и абсолютными показателями работы и т. д., основывается на различных исследовательских испытаниях. Программы и задачи подобных испытаний весьма разнообразны. Здесь могут решаться общетеоретические и чисто прикладные задачи.

Объектами исследовательских испытаний обычно являются отдельные узлы воздушно-реактивных двигателей (ВРД): входное устройство, компрессор, основная и форсажная камеры сгорания, турбина, сопло, агрегаты питания и регулирования двигателя. При исследовании узлов ставятся задачи изучения газодинамических, физических и химических процессов, из которых складывается рабочий процесс двигателя, изучаются его основные характеристики, влияние на них внешних условий и т. д.

Часто конечной целью исследовательских испытаний является разработка методов расчета и рационального конструирования узлов двигателя, а также накопление необходимого для этих целей справочного материала. Исследования полноразмерных основных узлов двигателя требуют стендового оборудования со значительными мощностями. Например, для испытания полноразмерных компрессоров современных ГТД в наземных условиях потребовался бы привод, позволяющий изменять число оборотов в пределах от 3000 до 15 000 сб/мин и мощностью 20 000—40 000 л. с. и более. Поэтому для снижения стоимости испытаний, когда это возможно, прибегают к моделированию и испытаниям уменьшенных моделей узлов.

Моделирование, кроме того, позволяет проводить эксперимент в более удобных условиях (при пониженных температурах, при приемлемом давлении и т. д.). Наилучшие результаты достигаются при моделировании узлов, рабочие процессы которых относительно просты и ограничиваются одними газодинамическими явлениями {например, входные устройства). Удовлетворительные результаты получаются при исследовании ряда процессов на модельных компрессорах и турбинах. .Моделирование камер сгорания разработано еще недостаточно. Трудность заключается в совместном моделировании процессов распыл ива ни я, испарения топлива и сгорания смеси, а также моделировании акустических явлений.

Программы исследований полноразмерных двигателей могут включать вопросы шумоглушения, реверса тяги, влияния темпа нарастания нагрузки и ее цикличности на ресурс и др.