近年来天津内燃机研究所在航空动力领域不断发力，在传统的活塞式发动机开发方面，成功研发TD0水平对置四缸四冲程航空发动机，采用组合曲轴技术，具备体积小、重量轻、强度高的特点，挂载TD0发动机的“彩虹3”无人机试飞成功。

在航空发动机控制技术方面，自主开发设计的部分电控产品现已在国内航空发动机上取得应用，在经济性和动力性方面均取得较好的效果，获得了企业的认可。

在转子发动机开发设计方面，内燃所积累了较为丰富的研发经验。上世纪60年代与天津动力机厂共同研制出2110型转子发动机，2002年至2009年与机械科学总院联合开展了多种燃料转子机研发工作，承担了多种燃料转子机燃料过程的研究工作，成功通过国防科工委和机械总院的验收，取得了多项科研成果，至今内燃所一直致力于转子发动机的设计研发。