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發(fā)動(dòng)機(jī)的尾吊布局.
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提問者:網(wǎng)友
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2017-08-24
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現(xiàn)代噴氣式客機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝位置從飛機(jī)外形上便可一目了然。不同的安裝位置有利也有弊,它的演變從一個(gè)重要側(cè)面反映出飛機(jī)氣動(dòng)布局的發(fā)展。到現(xiàn)在已出現(xiàn)過以下幾種發(fā)動(dòng)機(jī)布局形式。 翼根布局 最先出現(xiàn)的噴氣客機(jī)英國的“慧星”號(Comet)及前蘇聯(lián)的圖-104,將發(fā)動(dòng)機(jī)裝在機(jī)翼的根部,稱為翼根布局。這種布局使發(fā)動(dòng)機(jī)不形成一個(gè)額外的外形部件,飛機(jī)保持著由機(jī)翼、機(jī)身、尾翼三組主要空氣動(dòng)力部件形成的外形,顯得較為簡潔。但是這種布局因需要禰補(bǔ)翼根傳力路線遭到的破壞而不得不使結(jié)構(gòu)重量增加,特別是發(fā)動(dòng)機(jī)的噴流會便機(jī)身易發(fā)生聲疲勞。英國的“慧星”號因結(jié)構(gòu)疲勞破壞而數(shù)次在地中海上空爆炸,而蘇聯(lián)的圖-104客機(jī)內(nèi)位于發(fā)動(dòng)機(jī)噴口以后的座艙段,噪聲水平高得令乘客難以忍受。因此,從那以后再設(shè)計(jì)的噴氣客機(jī)便停止了采用翼根布局。 尾吊發(fā)動(dòng)機(jī)布局 這種布局首先在法國“快帆”(Caravelle)噴氣客機(jī)上使用,后又在其他型號的飛機(jī)上得到采用,到20世紀(jì)末期再?zèng)]有出現(xiàn)采用這種發(fā)動(dòng)機(jī)布局的新飛機(jī)。 這種布局的優(yōu)點(diǎn)是可以保持機(jī)翼外形的干凈,流過機(jī)翼的氣流免受干擾。但缺點(diǎn)是當(dāng)飛機(jī)空載和滿載時(shí)重心移動(dòng)距離過大,造成重心配置困難。前蘇聯(lián)的伊爾-62噴氣客機(jī),為解決該機(jī)的重心調(diào)配問題甚至要在機(jī)頭安裝可裝數(shù)噸水的配重大水箱。該布局在氣動(dòng)力設(shè)計(jì)上,需要解決的問題是:大迎角下機(jī)翼會對高平尾形成氣流遮蔽,使飛機(jī)改出深失速狀態(tài)比較困難,會涉及飛機(jī)在臨界飛行狀態(tài)下的安全。為解決這個(gè)問題,英國的“三叉戟”飛機(jī)在駕駛艙內(nèi)特地為駕駛桿備有“應(yīng)急推桿”裝置,在飛機(jī)臨近失速迎角時(shí),它會自動(dòng)將駕駛桿向前猛推,以防止飛機(jī)進(jìn)入深失速。 曾在某些型號的方案討論中,有用不同的發(fā)動(dòng)機(jī)布局模型進(jìn)行過風(fēng)洞試驗(yàn)對比,其結(jié)果表明,尾吊式發(fā)動(dòng)機(jī)布局的阻力大于翼吊式發(fā)動(dòng)機(jī)的布局。20世紀(jì)后半葉,采用尾吊布局最多的是美國原麥道公司的系列客機(jī)。今后,尾吊式的布局在小型公務(wù)機(jī)上還會存在,因?yàn)檫@些小型飛機(jī)機(jī)身較短,重心不會有太大的移動(dòng),而且它們的機(jī)身較矮,需要發(fā)動(dòng)機(jī)有較高的安裝位置以防止吸入異物,但在大型噴氣客機(jī)上的發(fā)展?jié)摿t很有限。 翼吊式發(fā)動(dòng)機(jī)布局 這種布局形式是將發(fā)動(dòng)機(jī)裝在吊艙內(nèi),懸在機(jī)翼下面。作為一種布局形式,首先在美國的戰(zhàn)略轟炸機(jī)B-47、B-52上取得成功。這些轟炸機(jī)是波音公司的產(chǎn)品,因此該公司在研制美國的第一種噴氣客機(jī)波音707時(shí),就繼承了這種布局形式。到20世紀(jì)末,此種布局形式便為大部分噴氣客機(jī)所采用。 為了減少發(fā)動(dòng)機(jī)吊艙對機(jī)翼氣流的干擾,過去采用翼吊式發(fā)動(dòng)機(jī)布局的飛機(jī),傾向于將吊艙吊得盡量低,遠(yuǎn)離機(jī)翼的下表面。到80年代,發(fā)動(dòng)機(jī)的涵道比加大,進(jìn)氣口面積增加,在采用翼吊布局時(shí),又研究了發(fā)動(dòng)機(jī)短艙緊貼機(jī)翼下表面的“緊湊布局”。從一般概念上講,發(fā)動(dòng)機(jī)短艙靠近機(jī)翼可能產(chǎn)生較為明顯的氣流干擾。但后來研制出良好的設(shè)計(jì),可以使機(jī)翼與短艙間形成“有利干擾”,反而還會使阻力降低。 翼吊尾吊綜臺布局 這種綜合的布局形式,主要適用于采用3臺發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)型,如美國的DC-1O、MD-11及L-1O11,它們都是將2臺發(fā)動(dòng)機(jī)翼吊,而將第3臺發(fā)動(dòng)機(jī)置于尾部。這主要是因?yàn)楫?dāng)時(shí)可供選用的發(fā)動(dòng)機(jī),若采用雙數(shù)臺,不能配合飛機(jī)對所需推力的要求,所以只好采用3臺發(fā)動(dòng)機(jī)。這種布局仍將2臺發(fā)動(dòng)機(jī)懸掛在翼下,是因?yàn)橐淼醯陌l(fā)動(dòng)機(jī)短艙有利于對發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù),短艙與機(jī)翼在氣動(dòng)力上也可以形成有利干擾,此外發(fā)動(dòng)機(jī)裝在上反的機(jī)翼下方還具有使推力線通過全機(jī)重心(這樣發(fā)動(dòng)機(jī)油門的增減對飛機(jī)的縱向配平影響最小)等好處。
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