說到發動機的布局,大家腦海裡面是不是都浮現出各種各樣的把發動機「掛在」機翼下面的飛機?確實,當前的民航噴氣飛機基本上採用將發動機懸掛在機翼下方的布局,但是也有例外。
就民用飛機而言,發動機的數量為2、3至4,放置位置基本上位於機翼下方、機身尾部、垂尾上這幾種,安裝在機翼下方是最普遍的,好處應有以下幾個方面:
1.此安裝便於維護和檢查。與汽車不同,飛機在每次飛行前都要經過詳細檢查。
2.發動機的尾流對升降舵和方向舵的氣流影響很小,從而提高了飛機的控制性能。這是顯而易見的。
3.有利於飛機的橫向穩定性。發動機懸掛在機翼下,就像由鋼索助步器支撐的一定重量的平衡杆一樣,可以提高飛機的靜態穩定性。
4.優化空客艙環境,減少噪音對乘客的影響。
5.如果將發動機安裝在機翼上方,將不可避免地幹擾大機翼上表面的氣流場並失去升力,尤其是上表面的氣流非常重要。一個簡單的例子是飛機大機翼的結冰檢查,絕對不允許上表面結冰。
發動機布局的位置不同,產生的升力也不同。同時,機翼下方發動機之間的距離也影響飛機的平衡和機翼的升力。對於波音747和A380等四引擎客機,機翼側的兩個引擎相距較遠。機翼上的力量會受到不利影響嗎?
相反,兩個外部引擎之間的距離對機翼的作用力有利。大多數情況下,飛機在空中時,升力等於重力。發動機越靠近翼尖和機翼根部,扭矩越小(扭矩=力×距離)。
並非所有引擎都安裝在翼尖上的原因是,一旦單個引擎發生故障,引擎離機身越遠,偏航/側傾扭矩將越大,這將影響飛行安全。
另外一個原因是,如果發動機爆炸,則不會損壞相鄰的發動機。當飛機飛行時,機翼會產生升力並承受向上彎曲的應力。因此,機翼下方的發動機當然有利於平衡。不僅附有發動機,而且機翼中的機油也是巡航期間最後消耗的機油。因此,各個飛機增加了翼尖上的負荷,從而使機翼根部的向下彎曲力矩變大,從而更好地平衡了升力和機翼的向上彎曲力矩。
目前,大多數民航客機使用結構性燃料箱,該燃料箱將燃料存儲在大機翼中。在320的情況下,大型機翼燃油箱可存儲六噸以上的燃油,機翼末端有一個外部燃油箱(可容納約700千克)。為什麼要這樣設計?因為320的起飛重量超過60噸(重型客機更不用說幾百噸了),而且飛機的升力是由大機翼提供的。想像一下,您在飛機機翼上表面碰到了幾個懸掛點。吊起飛機時,飛機機翼根部的負載是否特別重?這時,飛機的一部分重量(燃料)放在大機翼上,此時根部的負載要小得多。該力矩等於力乘以槓桿臂。離機翼根部越遠,卸載效果越好,因此這就是將外部燃油箱和發動機懸掛在機翼下表面的原因。四引擎飛機的舷外引擎比內引擎具有更大的卸載能力。
在飛機機身上,發動機的位置和間距的布局,取決於各方因素,但總歸是為了更好的滿足飛機的飛行技術需求。
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