У студентів, які часто літають на літаку, повинно складатися враження, що частина двигунів літака підвішена на крилах, а частина встановлена на сідницях. Чи можна влаштувати невимушено?
Насправді аеродвигуни сильно відрізняються не тільки за характеристиками, але і за конкретним місцем установки. Взагалі кажучи, на додаток до звичайного макета підвіски крила, реактивні двигуни також мають схеми кореня крила, хвостової підвіски та хвостової підвіски крила.
Розташування крила
Почнемо з найпоширенішої схеми підвіски крила. Ця компоновка вперше з’явилася на бомбардувальнику, а пізніше була використана на літаку 707, який допоміг компанії Boeing закласти основу гіганта галузі. Після прийняття цей макет без вагань став мейнстрімом. Причина такої популярності полягає в тому, що він має багато переваг. Перш за все, таке компонування сприяє використанню ваги двигуна для компенсації частини торсіону в місці з’єднання крила літака з фюзеляжем, що відіграє важливу роль у «розвантаженні».
Під час польоту літак покладається на крила, щоб створити підйомну силу вгору, тоді як важчий фюзеляж створює велику силу тяжіння, спрямовану вниз. Таким чином, у місці з’єднання між крилом і фюзеляжем підйомна сила, створювана крилом, і сила тяжіння, створювана фюзеляжем, утворюють велику силу кручення, що робить корінь крила найважливішою частиною конструкції літака. Якщо ви повісите під крило дуже важкий двигун, ви можете розподілити частину ваги на крило, що допоможе збалансувати крутний момент у корені крила.
Підвішування двигуна під крилом також зменшує дискомфорт, викликаний шумом. Коли літак знаходиться в польоті, звук двигуна дуже гучний, що створить дуже шумне відчуття для пасажирів поблизу моторної зони. Тиха атмосфера в салоні є важливим критерієм для вимірювання комфорту літака. З цієї причини авіаконструктори вважають, що якщо двигун підвісити під крилом, крило не тільки може створювати бар’єр для шуму двигуна, але також двигун можна тримати якомога далі від фюзеляжу, тим самим зменшуючи вплив шуму.
Крім того, підвішування двигуна під крилом має наступні переваги: двигун знаходиться ближче до землі, що полегшує технічне обслуговування та обслуговування; двигун, встановлений під крилом, розташований ближче до центру ваги літака, що полегшує керування літаком; Великий, тому відносно легко збільшити або зменшити кількість підвішених двигунів під крилами.
Повісити двигун під крило – це не просто випадково поставити його. Потрібно всебічно враховувати різні фактори, такі як опір і потік повітря під час польоту. Літаки цивільної авіації в основному низькопланові. У цьому випадку авіаконструктор повинен забезпечити, щоб двигун, підвішений під крилом, не знаходився надто близько до землі, щоб запобігти засмоктуванню двигуна уламками на землі та його пошкодженню.
Те, що ми зазвичай називаємо двигуном з підвіскою крила, полягає в тому, щоб підвісити двигун під крилом, але існує й зворотний спосіб розташування двигуна над крилом. Насправді, з точки зору того, що двигун на крилі не обмежений висотою над крилом і має такий самий ефект розвантаження, як і двигун на крилі, розташування двигуна на крилі є дуже науковим. Однак, як тільки двигун розміщено над крилом, роль крила в екрануванні шуму двигуна не може бути досягнута. Крім того, розташування двигуна над крилом ускладнює технічне обслуговування двигуна через піднесене розташування двигуна. Після всебічного розгляду різних факторів, в даний час існує не так багато літаків з крильовими двигунами.
розташування кореня крила
Компоновка кореня крила – це компонування двигуна з довгою історією. Починаючи з ранніх реактивних лайнерів, Comet і Tu-104, конструктори встановлювали двигуни в корені крила. Причина, чому дизайнери вибрали цю схему, полягає в тому, що вона може зберегти форму літака, утворену трьома основними аеродинамічними компонентами крила, фюзеляжу та оперення, з найменшим опором вітру. Крім того, оскільки двигун знаходиться відносно близько до центральної осі фюзеляжу та центру ваги фюзеляжу, як тільки один двигун виходить з ладу, результуючий дисбаланс тяги є відносно невеликим, а керування польотом відносно простим. Тому більшість перших реактивних авіалайнерів використовували цю компоновку двигуна.
Звичайно, цей макет також має очевидні обмеження. Компонування двигуна кореня крила робить двигун ближчим до фюзеляжу. Це, по-перше, створить шум у салоні, а по-друге, потік гарячого повітря від двигуна легко пошкодить фюзеляж. Крім того, таке компонування дозволяє крилу проходити через гондолу двигуна і з'єднувати фюзеляж, що ускладнює конструкцію несучої системи і збільшує конструктивну вагу кореня крила. Крім того, оскільки двигун встановлено в конструкції крила, це ускладнює обслуговування двигуна.
Схема хвостової підвіски
Схема підйому хвоста передбачає розміщення двигуна в хвості літака. Першим реактивним авіалайнером, який прийняв цю схему двигуна, був Clipper, а пізніше Boeing 727 також прийняв цю схему.
Переваги такої компоновки очевидні: по-перше, немає зайвих виступів під крилом, що зменшує вплив капсули двигуна на підйомну силу і лобовий опір; по-друге, немає жорстких вимог щодо простору під крилом, і дизайнер може скоротити висоту шасі та зберегти конструкцію. По-третє, це може забезпечити тихіші та комфортніші умови для першого класу, бізнес-класу та навіть висококласного економ-класу, розташованого в передній частині фюзеляжу; по-четверте, діаметр двигуна не обмежений простором, і можна використовувати двигун з дуже великим коефіцієнтом двоконтурності; По-п’яте, через коротку відстань між двигунами, коли один двигун виходить з ладу, вплив на поворот літака буде набагато меншим, ніж вплив компонування підкриля.
Таке компонування також має недоліки, такі як розкладання розвантажувального ефекту двигуна на крило; компонування хвостового оперення вимагає високого хвостового оперення, а вертикальну структуру потрібно посилити в конструкції моделі; кількість двигунів не можна збільшувати або зменшувати за бажанням.
Макет "криловий кран і хвостовий кран".
Компонування двигуна «криловий кран плюс хвостовий кран» можна побачити на деяких літаках із 3 двигунами. Серед них найбільш репрезентативними є далекомагістральні широкофюзеляжні авіалайнери DC-1 і MD-11 виробництва McDonnell Douglas. На початку, керівна ідеологія прийняття цього методу компонування двигуна полягала в установці двигуна на хвості для збільшення потужності літака та збільшення дальності польоту. Цю схему двигуна «криловий кран плюс хвостовий кран» поступово було ліквідовано зі збільшенням популярності підйомних двигунів цивільних літаків.
