Розміщення двигуна


Розташування двигунів багато в чому впливає на літак. Це впливає на безпеку, конструктивну вагу, тріпотіння, опору, контроль, максимальний підйом, рушійну ефективність, ремонтопридатність та потенціал зростання літака.

Двигуни можуть бути розміщені в крилах, на крилах, над крилами або підвішені на пілонах під крилами. Вони можуть бути встановлені на кормовій частині фюзеляжу, зверху фюзеляжу або з боків фюзеляжу. Де б не були розміщені гондоли, детальне відстань по відношенню до крила, хвоста, фюзеляжу або інших гондол має вирішальне значення.

Крилові мотори

Двигуни, закопані в корінні крила, мають мінімальне опору паразитів і, ймовірно, мінімальну вагу. Їх внутрішнє розташування мінімізує момент позіхання через асиметричну тягу після поломки двигуна. Однак вони становлять загрозу для основної конструкції крила у разі поломки лопаті або диска турбіни, ускладнюють максимізацію ефективності впуску та ускладнюють доступність для обслуговування. Якщо в пізнішій версії літака потрібен двигун більшого діаметру, можливо, доведеться переробити все крило. Такі установки також усувають заслінку в області вихлопів двигуна, зменшуючи тим самим CLmax.

З усіх цих причин цей підхід більше не застосовується, хоча перший комерційний реактивний літак, комета deHavilland, мав двигуни, встановлені на крилах. На малюнку зображена комета 4C ST-AAW компанії Sudan Airways.

бути розміщені

Наступний малюнок, випущений у травні 1950 року у виданні Popular Science, показує вхідний отвір одного з двигунів Комети. "Чотири турбінні двигуни розміщені настільки близько від центральної лінії до літака, що навіть якщо два з одного боку вирізані, пілот не має проблем із підтримкою прямолінійного, рівного польоту".

Крила, встановлені на крилах, можуть бути розміщені таким чином, щоб газогенератор знаходився вперед від передньої лонжерона, щоб мінімізувати структурні пошкодження крила в разі поломки диска або лопаті. Установки двигуна, які цього не дозволяють, такі як оригінальна конструкція 737, можуть вимагати додаткового захисту, такого як бронювання гондоли, для запобігання катастрофічних результатів після поломки лопаті турбіни. Це робить впускний отвір значно попереду передньої кромки крила і подалі від високого потоку обмивання біля передньої кромки. Отримати високий коефіцієнт корисного відновлення на вході досить просто, оскільки кут атаки на вході зведений до мінімуму, і не відбувається поглинання.

У часи низького коефіцієнта обхідного турбовентилятора вважалося розумним залишити зазор близько 1/2 діаметра двигуна між крилом і гондолою, як показано на ескізі установки DC-8 нижче.

Оскільки коефіцієнти байпасу двигуна зросли приблизно до 6 - 8, цей великий розрив неприйнятний. Проведена значна робота з метою мінімізації необхідного зазору, щоб дозволити двигунам великого діаметру без дуже довгої передачі.

.

Сучасні підходи до проектування на основі CFD дозволили встановити двигун дуже близько до крила, як показано на малюнку нижче. 737 отримав переваги від тісно встановлених двигунів, що дозволило цій старій конструкції літака оснащуватися двигунами з високим байпасом, незважаючи на коротку передачу.


Поперечно гондоли повинні бути розміщені, щоб уникнути накладання індукованих швидкостей від фюзеляжу та гондоли або від сусідніх гондол. Ця проблема ще більша щодо перешкод пілон-гондола і вимагає розташування гондоли достатньо вперед і низько, щоб уникнути збільшення опору від високих локальних швидкостей і особливо передчасного виникнення місцевих надзвукових швидкостей. На малюнку нижче від Boeing показано деякі труднощі з розміщенням двигунів занадто близько до фюзеляжу.

Вплив бокового положення гондоли на інтерференційне опору

Структурно розташування підвісних гондол бажано для зменшення моментів згинання крила в польоті, але вимоги до тріпотіння є складними і можуть показувати більше внутрішніх місць, щоб бути вигіднішими. Останній також віддає перевагу керуванню напрямком після відмови двигуна. Нарешті, бічне положення двигунів впливає на дорожній просвіт, що є особливим питанням для великих чотиримоторних літаків.


Ще одним впливом крил, встановлених на гондолах, є вплив на стулки. Високотемпературні вихлопні гази, що потрапляють на заслінку, збільшують навантаження та вагу заслінки, і може знадобитися титанова (більш дорога) структура. Удар також збільшує опір, що є значним фактором у характеристиках підйому на зліт після відмови двигуна. Усунення заслінки за двигуном зменшує CLmax. Компроміс на DC-8 полягав у тому, щоб розташувати двигуни досить низько, щоб вихлоп не потрапляв на заслінку під кутом зльоту (25 градусів або менше), та спроектувати заслінку "воріт" за внутрішнім двигуном, який залишився при 25 град. коли решта заслінки поширюється на кути більше 25 град. Підвісні двигуни розміщувались просто за бортом заслінки, щоб уникнути будь-яких ударів. На моделях 707, 747 та DC-10 заслінка за бортовим двигуном усунена, і ця зона використовується для вбудованих повношвидкісних елеронів. Такі засувки майже не були ліквідовані на новіших конструкціях, таких як 757 і 777.