【簡介:】自從波音 707 采用翼下吊掛發(fā)動機布局以后,翼下吊掛發(fā)動機成為大型噴氣式客機的主要形式。飛機靠機翼產(chǎn)生向上的升力,但飛機的重量大部分集中在機身,所以向下的重力集中在機身
自從波音 707 采用翼下吊掛發(fā)動機布局以后,翼下吊掛發(fā)動機成為大型噴氣式客機的主要形式。飛機靠機翼產(chǎn)生向上的升力,但飛機的重量大部分集中在機身,所以向下的重力集中在機身。這樣,在機翼和機身的連接,升力和重力形成強烈的扭力,翼根成為結(jié)構(gòu)上最吃重的地方,需要特別加強。翼下吊掛沉重的發(fā)動機可以把一部分重量分散到機翼上去,這樣翼根的扭力就部分地被平衡掉了,對翼根結(jié)構(gòu)的加強可以減少,重量就較輕,這就是所謂的翼下發(fā)動機的“卸載”作用。機翼內(nèi)的大型油箱也有類似的作用。翼下發(fā)動機的吊掛點越靠外,卸載作用越明顯;但發(fā)動機越靠外,一旦一側(cè)發(fā)動機故障的話,不平衡推力也就越明顯。所以卸載和飛行安全之間要平衡考慮,只有在確保飛行安全的情況下,才能考慮充分卸載的問題。另一個問題是發(fā)動機吊艙的設(shè)計。發(fā)動機吊艙的前緣需要領(lǐng)先于機翼前緣,以保證發(fā)動機在干凈的氣流場中,不和機翼發(fā)生不利的交互作用。發(fā)動機的吊架造成迎風(fēng)阻力,所以不宜太長,但這還不是最大的問題。客機基本上采用下單翼,這樣翼下的起落架長度可以縮短。但吊掛的發(fā)動機不能離地過近,否則容易吸入地面雜物,損壞發(fā)動機,造成危險。但發(fā)動機和機翼前緣沒有足夠高度差的話,發(fā)動機會對機翼前緣造成遮擋,極大地影響升力,需要增大翼展和翼面積,這增加了重量和阻力。發(fā)動機吊艙的設(shè)計是和機翼的上反、起落架一并綜合考慮后,才能決定的,對飛行阻力。翼下吊掛發(fā)動機布局的最大優(yōu)點是對機翼的卸載作用,當(dāng)然,在空間容許的情況下,翼下發(fā)動機艙可以比較容易地在不同發(fā)動機之間更換,為飛機不斷利用最新科技成果創(chuàng)造了條件。這對大型飛機尤其重要。這容許航空公司在不同的發(fā)動機公司之間選擇,也使同一基本型號的飛機加長或縮短時可以和最合適的發(fā)動機相匹配。對于客機來說,翼下吊掛發(fā)動機的另一個優(yōu)點是噪音較低,因為發(fā)動機遠(yuǎn)離機身,又有機翼遮擋。翼下吊掛發(fā)動機的離地高度較低,維修也比較容易。翼下吊掛發(fā)動機的增減也比較靈活,翼下雙發(fā)、四發(fā)、六發(fā)、八發(fā)甚至更多,都能夠容易地做到。除了少數(shù)例外。
機尾發(fā)動機有一個獨特的優(yōu)勢,可以做成三發(fā)。三發(fā)中的兩發(fā)一般在機尾兩側(cè),剩下的一個發(fā)動機既可以安排在機尾機身內(nèi),有垂尾根部的 S 形進(jìn)氣道供氣;或者安排在垂尾翼根,向垂尾上的翼根發(fā)動機一樣。這兩種做法各有各的好處。機身內(nèi)空間較大,發(fā)動機的重量不增加垂尾的負(fù)擔(dān),垂尾設(shè)計相對簡單,但進(jìn)氣道占用體積大,進(jìn)氣損失也大。垂尾翼根發(fā)動機的特點正好相反。
中小型飛機的重量小,機翼卸載的要求不高,機尾發(fā)動機布局可以簡化和優(yōu)化機翼設(shè)計,并容許起落架長度最短,用飛機自帶的小階梯就可以方便地上下飛機,所以一般采用機尾發(fā)動機布局。大型飛機的重量大,機翼卸載具有明顯的好處,一般采用翼下發(fā)動機布局。