说到发动机的布局,大家脑海里面是不是都浮现出各种各样的把发动机“挂在”机翼下面的飞机?确实,当前的民航喷气飞机基本上采用将发动机悬挂在机翼下方的布局,但是也有例外。

就民用飞机而言,发动机的数量为2、3至4,放置位置基本上位于机翼下方、机身尾部、垂尾上这几种,安装在机翼下方是最普遍的,好处应有以下几个方面:

1.此安装便于维护和检查。与汽车不同,飞机在每次飞行前都要经过详细检查。

2.发动机的尾流对升降舵和方向舵的气流影响很小,从而提高了飞机的控制性能。这是显而易见的。

发动机在机翼上方(发动机为什么装在机翼下)(1)

3.有利于飞机的横向稳定性。发动机悬挂在机翼下,就像由钢索助步器支撑的一定重量的平衡杆一样,可以提高飞机的静态稳定性。

4.优化空客舱环境,减少噪音对乘客的影响。

5.如果将发动机安装在机翼上方,将不可避免地干扰大机翼上表面的气流场并失去升力,尤其是上表面的气流非常重要。一个简单的例子是飞机大机翼的结冰检查,绝对不允许上表面结冰。

发动机布局的位置不同,产生的升力也不同。同时,机翼下方发动机之间的距离也影响飞机的平衡和机翼的升力。对于波音747和A380等四引擎客机,机翼侧的两个引擎相距较远。机翼上的力量会受到不利影响吗?

发动机在机翼上方(发动机为什么装在机翼下)(2)

相反,两个外部引擎之间的距离对机翼的作用力有利。大多数情况下,飞机在空中时,升力等于重力。发动机越靠近翼尖和机翼根部,扭矩越小(扭矩=力×距离)。

并非所有引擎都安装在翼尖上的原因是,一旦单个引擎发生故障,引擎离机身越远,偏航/侧倾扭矩将越大,这将影响飞行安全。

另外一个原因是,如果发动机爆炸,则不会损坏相邻的发动机。当飞机飞行时,机翼会产生升力并承受向上弯曲的应力。因此,机翼下方的发动机当然有利于平衡。不仅附有发动机,而且机翼中的机油也是巡航期间最后消耗的机油。因此,各个飞机增加了翼尖上的负荷,从而使机翼根部的向下弯曲力矩变大,从而更好地平衡了升力和机翼的向上弯曲力矩。

发动机在机翼上方(发动机为什么装在机翼下)(3)

目前,大多数民航客机使用结构性燃料箱,该燃料箱将燃料存储在大机翼中。在320的情况下,大型机翼燃油箱可存储六吨以上的燃油,机翼末端有一个外部燃油箱(可容纳约700千克)。为什么要这样设计?因为320的起飞重量超过60吨(重型客机更不用说几百吨了),而且飞机的升力是由大机翼提供的。想象一下,您在飞机机翼上表面碰到了几个悬挂点。吊起飞机时,飞机机翼根部的负载是否特别重?这时,飞机的一部分重量(燃料)放在大机翼上,此时根部的负载要小得多。该力矩等于力乘以杠杆臂。离机翼根部越远,卸载效果越好,因此这就是将外部燃油箱和发动机悬挂在机翼下表面的原因。四引擎飞机的舷外引擎比内引擎具有更大的卸载能力。

在飞机机身上,发动机的位置和间距的布局,取决于各方因素,但总归是为了更好的满足飞机的飞行技术需求。

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