Studenci, którzy często latają samolotem, muszą mieć wrażenie, że część silników samolotu zawieszona jest na skrzydłach, a część na pośladkach. Czy da się to zorganizować na luzie?
W rzeczywistości silniki lotnicze różnią się nie tylko wydajnością, ale także specyficznym miejscem instalacji. Ogólnie rzecz biorąc, oprócz wspólnego układu wieszaków na skrzydła, silniki odrzutowe mają również układ nasady skrzydeł, wieszaka na ogon i wieszaka na ogon.
Układ zawieszenia skrzydła
Zacznijmy od najpopularniejszego układu zawieszenia skrzydła. Ten układ pojawił się po raz pierwszy w bombowcu, a później został zastosowany w samolocie 707, który pomógł Boeingowi położyć podwaliny pod giganta branży. Po przyjęciu ten układ bez wahania stał się głównym nurtem. Powodem, dla którego jest tak popularny, jest to, że ma wiele zalet. Przede wszystkim taki układ sprzyja wykorzystaniu ciężaru silnika do kompensacji części skręcenia na połączeniu skrzydła samolotu z kadłubem, co odgrywa ważną rolę w „odciążaniu”.
Podczas lotu samolot opiera się na skrzydłach, aby wytworzyć siłę nośną w górę, podczas gdy cięższy kadłub generuje dużą siłę grawitacji skierowaną w dół. W ten sposób na połączeniu między skrzydłem a kadłubem siła nośna generowana przez skrzydło i grawitacja generowana przez kadłub tworzą dużą siłę skręcającą, co sprawia, że podstawa skrzydła jest najważniejszą częścią konstrukcji samolotu. Jeśli zawiesisz bardzo ciężki silnik pod skrzydłem, możesz rozłożyć część ciężaru na skrzydło, co pomoże zrównoważyć moment obrotowy u nasady skrzydła.
Zawieszenie silnika pod skrzydłem zmniejsza również dyskomfort powodowany hałasem. Kiedy samolot jest w locie, dźwięk silnika jest bardzo głośny, co spowoduje bardzo hałaśliwe wrażenie u pasażerów w pobliżu silnika. Ciche środowisko w kabinie jest ważnym kryterium pomiaru komfortu samolotu. Z tego powodu projektanci samolotów wyobrażają sobie, że jeśli silnik zostanie zawieszony pod skrzydłem, skrzydło nie tylko może stanowić barierę dla hałasu silnika, ale także silnik może być umieszczony jak najdalej od kadłuba, zmniejszając w ten sposób wpływ hałasu.
Ponadto zawieszenie silnika pod skrzydłem ma następujące zalety: silnik jest bliżej ziemi, co ułatwia konserwację i konserwację; silnik zamontowany pod skrzydłem znajduje się bliżej środka ciężkości samolotu, co ułatwia sterowanie samolotem; Duży, więc stosunkowo łatwo można zwiększyć lub zmniejszyć liczbę silników podwieszanych pod skrzydłami.
Zawieszenie silnika pod skrzydłem to nie tylko kwestia przypadkowego postawienia go. Musi kompleksowo uwzględniać różne czynniki, takie jak opór i przepływ powietrza podczas lotu. Samoloty lotnictwa cywilnego są w zasadzie dolnopłatami. W takim przypadku konstruktor statku powietrznego musi zadbać o to, aby silnik zawieszony pod skrzydłem nie znajdował się zbyt blisko ziemi, aby nie dopuścić do zassania silnika przez zanieczyszczenia z ziemi i uszkodzenia.
To, co zwykle nazywamy silnikiem zawieszonym na skrzydle, polega na zawieszeniu silnika pod skrzydłem, ale istnieje również odwrotny sposób umieszczenia silnika nad skrzydłem. W rzeczywistości, z punktu widzenia tego, że silnik na skrzydle nie jest ograniczony wysokością nad skrzydłem i ma taki sam efekt odciążenia jak silnik na skrzydle, układ silnika na skrzydle jest bardzo naukowy. Jednak po umieszczeniu silnika nad skrzydłem nie można osiągnąć roli skrzydła w ekranowaniu hałasu silnika. Ponadto układ silnika nad skrzydłem utrudnia konserwację silnika ze względu na podwyższone położenie silnika. Po kompleksowym rozważeniu różnych czynników, obecnie nie ma zbyt wielu samolotów z silnikami montowanymi w skrzydłach.
układ nasady skrzydeł
Układ podstawy skrzydła to układ silnika o długiej historii. Począwszy od wczesnych odrzutowców, Comet i Tu-104, projektanci montowali silniki u nasady skrzydeł. Powodem, dla którego projektanci wybrali ten układ, jest to, że może on zachować kształt samolotu utworzony przez trzy główne elementy aerodynamiczne skrzydła, kadłuba i ustnika przy najmniejszym oporze wiatru. Ponadto, ponieważ silnik znajduje się stosunkowo blisko centralnej osi kadłuba i środka ciężkości kadłuba, po awarii jednego silnika wynikająca z tego nierównowaga ciągu jest stosunkowo niewielka, a sterowanie lotem jest stosunkowo proste. Dlatego większość wczesnych samolotów odrzutowych wykorzystywała ten układ silnika.
Oczywiście ten układ ma też oczywiste ograniczenia. Układ silnika nasady skrzydła sprawia, że silnik znajduje się blisko kadłuba. Po pierwsze spowoduje to hałas w kabinie, a po drugie gorące powietrze z silnika łatwo spowoduje uszkodzenie kadłuba. Ponadto taki układ umożliwia przejście skrzydła przez gondolę silnika i połączenie kadłuba, co komplikuje konstrukcję układu nośnego i zwiększa ciężar konstrukcyjny nasady skrzydła. Ponadto, ponieważ silnik jest zainstalowany w konstrukcji skrzydła, zwiększa to trudność konserwacji silnika.
Układ zawieszenia ogona
Układ windy tylnej polega na umieszczeniu silnika na ogonie samolotu. Pierwszym samolotem odrzutowym, w którym zastosowano ten układ silnika, był Clipper, a później Boeing 727 również przyjął ten układ.
Zalety tego układu są oczywiste: po pierwsze, nie ma zbędnych występów pod skrzydłem, co zmniejsza wpływ gondoli silnika na siłę nośną i opór powietrza; po drugie, nie ma sztywnych wymagań dotyczących przestrzeni pod skrzydłem, a projektant może skrócić wysokość podwozia i zachować konstrukcję. Po trzecie, może zapewnić cichsze i bardziej komfortowe środowisko dla pierwszej klasy, klasy biznesowej i nawet wysokiej klasy klasa ekonomiczna umieszczona z przodu kadłuba; po czwarte, średnica silnika nie jest ograniczona przestrzenią i można zastosować silnik o bardzo dużym współczynniku obejścia; Po piąte, ze względu na niewielką odległość między silnikami, w przypadku awarii pojedynczego silnika wpływ na odchylenie samolotu jest znacznie mniejszy niż w przypadku zawieszenia pod skrzydłem.
Ten układ ma również wady, takie jak dezintegracja efektu odciążenia silnika na skrzydle; układ silnika ogonowego wymaga ogona wysokiego poziomu, a struktura pionowa musi zostać wzmocniona w projekcie modelu; liczby silników nie można dowolnie zwiększać ani zmniejszać.
Układ „Wing Crane plus Tail Crane”.
Układ silnika „żuraw skrzydłowy i dźwig ogonowy” można zobaczyć na niektórych samolotach z 3 silnikami. Wśród nich najbardziej reprezentatywne są samoloty szerokokadłubowe dalekiego zasięgu DC-1 i MD{2}} produkowane przez firmę McDonnell Douglas. Na początku ideą przewodnią przyjęcia tej metody rozmieszczenia silników było zainstalowanie silnika na ogonie w celu zwiększenia mocy samolotu i wydłużenia zasięgu lotu. Ten układ silnika „żuraw skrzydłowy i żuraw ogonowy” był stopniowo eliminowany wraz z rosnącą popularnością dodatkowego podnoszenia silnika cywilnego samolotu.
