飛機發動機布局的「門道」

飛機發動機不僅在性能上存在很大差別，而且安裝的位置也不盡相同。目前最常見的飛機發動機布局為翼下懸掛式，但除此之外還有翼上布局、翼根式布局、尾吊式布局等，今天的內容就給大家對飛機發動機的布局做個介紹。

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翼下懸掛式布局

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翼下懸掛式布局是目前最主流的飛機發動機布局方式。這種布局方式首先出現在轟炸機上，後來在幫助波音奠定行業巨頭基礎的707飛機上採用。再到後來，這種布局就當仁不讓地成為了主流。翼下懸掛式發動機布局之所以如此受追捧，在於其有諸多優點。首先，這種布局有利於利用發動機的重量抵消飛機機翼與機身連接處的部分扭力，起到平衡力矩的作用。

波音707使翼下懸掛發動機的布局成為民航客機的主流

在飛行過程中，飛機靠機翼產生向上的升力，而重量較大的機身又產生很大的向下重力。如此一來，在機翼和機身的連接處，機翼產生的升力和機身產生的重力就形成了很大的扭力，使翼根成為飛機結構上最吃重的地方。如果將非常重的發動機吊在機翼下，就可以把一部分重量分散到機翼上去，有助於平衡翼根處所受到的扭力。

將發動機吊在機翼下面，還能減輕噪音帶來的不適感。飛機在飛行時，發動機的聲音非常大，會給發動機區域附近的旅客帶來非常嘈雜的感覺。而安靜的艙內環境是衡量飛機舒適性的重要標準。為此，飛機設計師們設想，如果將發動機吊在機翼下，不僅能讓機翼對發動機的噪聲形成遮擋屏障作用，而且能讓發動機儘可能地遠離機身，從而減輕噪音的影響。

空客A380客機

此外，將發動機吊在機翼下還有下列優點：發動機距離地面更近，維修和養護更加容易；安裝在機翼下方的發動機距離飛機重心位置近，使飛機更容易控制；由於機翼的面積較大，因此在翼下增減吊掛發動機的數量也相對容易。

波音777-300ER客機

將發動機吊在機翼下可不是隨隨便便放上了事，需要綜合考慮飛行中的阻力、氣流等多方面因素。民航飛機基本上都是下單翼，在此情況下，飛機設計師要確保吊掛在機翼下的發動機不能距離地面過近，為的是防止吸入地面雜物，損壞發動機。

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翼上布局

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有將發動機懸掛在機翼下方的，就有將發動機裝在機翼上方的。使用翼上布局的機型不多，其中最著名的要數前蘇聯安託諾夫設計局研製的雙發短距起降運輸機安-72了。

安-72運輸機

把發動機裝在機翼上方也能平衡飛行時升力在翼根處產生的力矩。此外發動機位置較高，可以在一定程度上減少發動機對地面異物的吸入，而且發動機外形尺寸不受翼下離地高度的限制。

本田Ha-420輕型噴氣式客機

但是這種布局方式的缺點也是明顯的，那就是經常需要維護修養的發動機跑到機翼上方，給地面維護人員帶來極大不便。其次，發動機距離客艙太近，噪音極大。

德國航空聯合體VFW-FOKKER研製的VFW-614噴氣式客機是第一款採用翼上布局的客機，不過這是一款失敗的商業機

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翼根布局

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翼根布局是一種歷史悠久的發動機布局。從早期的噴氣式客機「彗星」和圖104開始，設計師們就將發動機裝在機翼根部。設計師之所以選擇這種布局，是因為這種布局能使飛機保持著由機翼、機身、尾翼三組主要空氣動力部件形成的外形，引風阻力最小。而且，由於發動機距離機身中軸線、機體重心比較近，一旦一側發動機出現故障後，產生的推力不平衡也比較小，飛行控制比較簡單。因此，早期的噴氣式客機大多採用這種發動機布局。

英國哈維蘭公司研發的「彗星」客機，是世界上第一款噴氣式民航客機，它將飛機的飛行高度和速度大大提升

當然，這種布局也有明顯的局限性。翼根發動機布局使發動機緊靠機身，此舉一是會讓機艙內的噪音很大，二是發動機噴出的熾熱氣流容易對機身造成損壞。此外，這種布局形式讓機翼穿過發動機艙和機身連接，使受力系統的設計變得複雜，加大了機翼根部的結構重量。而且，由於發動機安裝在機翼結構之內，增加了對發動機維修的難度。

前蘇聯圖波列夫設計局研製的圖104客機

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尾吊式布局

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尾吊式布局就是將發動機置於飛機尾部。最先採用這種發動機布局的噴氣式客機是「快帆」，後來出現的波音727也採用了這樣的布局。目前尾吊式發動機布局多見於噴氣式支線客機。

在波音737誕生之前，波音727是最受歡迎的民航客機

這種布局的優點很明顯：一是機翼下沒有多餘的凸起物，減輕了發動機吊艙對升力和阻力的影響；二是對翼下空間沒有硬性要求，設計師可以縮短起落架高度，節省結構重量；三是可以為位於機身前部的頭等艙、公務艙，甚至高端經濟艙提供更加安靜、舒適的環境；四是發動機的直徑也不用受空間局限，可以採用非常大涵道比的發動機；五是由於兩臺發動機距離較近，一旦單發失效，對飛機偏航的影響遠小於翼下吊掛布局。

中國商飛ARJ21支線客機尾吊了兩臺GE CF34-10A發動機

龐巴迪CRJ-900支線客機尾吊了兩臺GE CF34-8C5發動機

這種布局也存在著缺點，比如瓦解了發動機對機翼的卸載作用；機尾發動機布局要求採用高平尾，需要在機型設計時加強垂直結構；不能隨意增減發動機數量等。

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「翼吊+尾吊」三發布局

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「翼吊+尾吊」三發布局最具代表性的是美國麥道公司生產的DC-10和MD-11遠程寬體客機。當初，採用這種發動機布局方式的指導思想是在尾翼上加裝一臺發動機，以規避雙發延程飛行規則（ETOPS），但是尾部加裝的那臺發動機後來常被指是飛機操控穩定性差、重心不穩的問題根源和「重大設計隱患」。

DC-10客機

DC-10在歷史上是最「臭名昭著」的機型之一，曾發生過多次重大空難事件，雖然這些事件的原因並不能全都讓發動機布局來背鍋，但DC-10如同是魔鬼附體一樣，整個系列飛機自始至終都沒擺脫掉這一「陰影」的困擾，甚至影響到了後來的MD-11。

MD-11客機

「翼吊+尾吊」三發布局方式隨著雙發民用飛機的日益普及，目前已逐漸被淘汰。

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總結

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總的來說，飛機機身上發動機的布局方式，取決於多種因素，歸根結底還是為了更好的滿足飛機的飛行技術需求。