【Daniel的回答(699票)】:
覺得有必要回答這個問題哈。
先拋開戰(zhàn)斗機(jī)不談(放最后),對于民用主流客機(jī)基本都是掛在機(jī)翼下面的Engine Pylons Under Wing。比如居家旅行必備的客機(jī)如A320,A330,A340,A380和波音737,747,777,787了。大家登機(jī)時看到的發(fā)動機(jī)都是這樣掛在翅膀下面的。。
原因:
首先,這樣可以抵消由于升力對機(jī)翼產(chǎn)生向上的力矩,從而達(dá)到力矩平衡。飛機(jī)之所以能起飛是由于快速前進(jìn)的機(jī)翼受到空氣對其向上的升力,而寬體機(jī)的機(jī)翼又很長(十幾米到幾十米),這就像一個巨大的杠桿,翅根表示壓力很大,懸掛的發(fā)動機(jī)無疑可以抵消掉一部分的力矩。
其次,我認(rèn)為這樣的重量分布也可以讓飛機(jī)更加穩(wěn)定。想想現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動機(jī)大都是在機(jī)身內(nèi)部,這樣飛機(jī)可以各種打滾機(jī)動性能更好,反過來想,客機(jī)把發(fā)動機(jī)掛在兩邊,犧牲了機(jī)動性,但增加了穩(wěn)定性。
第三,發(fā)動機(jī)尾置的設(shè)計變的少見可能和一起緊急迫降后的原因調(diào)查有關(guān)-。1991年,Scandinavian Airlines 751航班,當(dāng)時的飛機(jī)是麥道MD-81. 由于機(jī)翼結(jié)的冰脫落后被吸入發(fā)動機(jī)導(dǎo)致兩臺發(fā)動機(jī)同時失效,飛行員不得不憑借高超的技術(shù)緊急迫降,所幸無重大傷亡。下圖是出事前的飛機(jī)。
第四,客機(jī)航油儲存在機(jī)翼里,方便供油。
第五,發(fā)動機(jī)進(jìn)氣少受機(jī)翼和機(jī)身的干擾,從而有助達(dá)到發(fā)動機(jī)理想的效率。而且實際中發(fā)動機(jī)安裝位置會靠前一點,防止發(fā)動機(jī)進(jìn)氣受到機(jī)翼前緣leading edge附近向上的氣流影響。
第六,機(jī)翼本身可以幫忙阻擋一部分發(fā)動機(jī)的噪音到cabin。
第七,發(fā)動機(jī)在機(jī)翼下方更容易維護(hù)。感謝@王彥輝 。
但是?。〔⒉皇撬械娘w機(jī)都適合把發(fā)動機(jī)掛在雞翅下面的!
因為顯而易見,它要求飛機(jī)的機(jī)翼高度相對于短艙直徑要足夠高,才能保證發(fā)動機(jī)和地面之間有足夠的空間。以避免以下悲劇的發(fā)生。。。
再比如,國內(nèi)航班最常見的波音737,因為個子比較矮,CFM給提供的發(fā)動機(jī)又太大,為了讓發(fā)動機(jī)不至于蹭到地面,于是短艙被設(shè)計如下饅頭的形狀。。再比如,國內(nèi)航班最常見的波音737,因為個子比較矮,CFM給提供的發(fā)動機(jī)又太大,為了讓發(fā)動機(jī)不至于蹭到地面,于是短艙被設(shè)計如下饅頭的形狀。。
于是,對于很多窄體飛機(jī),當(dāng)機(jī)翼高度不夠時,就只能把發(fā)動機(jī)安裝在尾部。其實發(fā)動機(jī)安裝在機(jī)身尾部也是有好處的,可以減少地面外來物體對發(fā)動機(jī)的損害,而且當(dāng)只有單發(fā)動機(jī)工作時,提供比較對稱的推力減少偏航。當(dāng)發(fā)動機(jī)部件失效,比如風(fēng)扇葉片斷裂,渦輪盤破裂飛出發(fā)生時不是正對著客艙,不容易傷到乘客。。
發(fā)動機(jī)放在尾部的不乏高帥富的代表商務(wù)機(jī)的典范,灣流Gulf Stream。
最后回到戰(zhàn)斗機(jī)。最后回到戰(zhàn)斗機(jī)。
由于戰(zhàn)斗機(jī)Fighter 發(fā)動機(jī)使用低函道比的渦扇發(fā)動機(jī)(比較瘦的渦扇發(fā)動機(jī)),大部分戰(zhàn)斗機(jī)的發(fā)動機(jī)其實不能說是裝在尾部,可以理解為是安裝在機(jī)身內(nèi)部的。你能看到的只是前面的進(jìn)氣道和最后的尾噴管。這樣做的好處很多,減少空氣阻力,隱身,機(jī)動性好,帥氣。。。
比如Top Gun中的Tomcat F-14,發(fā)動機(jī)是夾在翅膀根部的。
F-16, F-22, F-35.。F-16, F-22, F-35.。
當(dāng)然沒忘也有攻擊機(jī)A-10這貨的存在,當(dāng)然沒忘也有攻擊機(jī)A-10這貨的存在,
貼一張2011年在Royal Air Force Air Tatoo航展時拍到的A-10。貼一張2011年在Royal Air Force Air Tatoo航展時拍到的A-10。
以上基本回答完畢。請指正。
參考:
1. http://airplanes-aircraft.knoji.com/engine-mount-designs-in-jet-aircraft-2/
2. http://en.wikipedia.org/wiki/Podded_engine
3. http://adg.stanford.edu/aa241/propulsion/engineplacement.html
4. http://en.wikipedia.org/wiki/Scandinavian_Airlines_Flight_751
【知乎用戶的回答(71票)】:
我再就客機(jī)的發(fā)動機(jī)布局補(bǔ)充點東西吧
如上圖這種發(fā)動機(jī)放在機(jī)翼下面的結(jié)構(gòu)一般叫做“翼吊”,客機(jī)一般是下單翼翼吊如上圖這種發(fā)動機(jī)放在機(jī)翼下面的結(jié)構(gòu)一般叫做“翼吊”,客機(jī)一般是下單翼翼吊
而軍用運輸機(jī)一般是上單翼翼吊而軍用運輸機(jī)一般是上單翼翼吊
而這種裝在機(jī)翼后面的叫做“尾撐”而這種裝在機(jī)翼后面的叫做“尾撐”
當(dāng)然了,還有英國在剛進(jìn)入噴氣時代時比較喜歡使用的翼根發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)(哈維蘭彗星)當(dāng)然了,還有英國在剛進(jìn)入噴氣時代時比較喜歡使用的翼根發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)(哈維蘭彗星)
客機(jī)主流的發(fā)動機(jī)布局就是這幾種吧,我根據(jù)我的認(rèn)識談一下優(yōu)劣
如果你觀察的仔細(xì)的話會發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在的大中型客機(jī)基本上都采用的是下單翼翼吊結(jié)構(gòu),這說明在一定程度上下單翼翼吊結(jié)構(gòu)是一種比較適合大中型客機(jī)的結(jié)構(gòu)。其原因@Daniel 大牛說了很多,我再補(bǔ)充一下:
一、便于維護(hù)。由于發(fā)動機(jī)是掛載在下單翼的下方,離地面較近,并且是單獨的短艙,所以對發(fā)動機(jī)的維護(hù)操作會變得比較便利,而且在起動和停車時比較容易觀察到發(fā)動機(jī)的運轉(zhuǎn)狀態(tài),如果采用尾撐方式,發(fā)動機(jī)離地面較遠(yuǎn),日常的維護(hù)就比較麻煩。
二、重量平衡。對于客機(jī)來說,發(fā)動機(jī)的重量是機(jī)體結(jié)構(gòu)中的大頭,發(fā)動機(jī)的位置對飛機(jī)的重量分布影響很大,翼吊結(jié)構(gòu)由于把發(fā)動機(jī)直接放在了提供升力的主翼上,而主翼的位置一般也是機(jī)身的中心附近,所以會提供較好的重量平衡,而尾撐把沉重的發(fā)動機(jī)放在了機(jī)身尾部,很容易把飛機(jī)“壓蹶”,就是沉重的發(fā)動機(jī)把機(jī)頭壓得翹起來,當(dāng)年某種俄制的尾撐飛機(jī)(似乎是Tu154,不確定)為了解決這個問題在地面空載時要在機(jī)頭的水艙里加注壓載水才能保持平衡,也有的尾撐飛機(jī)采用過機(jī)尾的支撐桿之類的方法。另外還可以給機(jī)翼卸載,就是機(jī)翼的升力可以直接加在機(jī)翼下的發(fā)動機(jī)上,而不用通過機(jī)翼根部傳遞給機(jī)身了,這樣可以簡化機(jī)體結(jié)構(gòu)。
三、乘坐舒適性。這個是承上條的,由于尾撐結(jié)構(gòu)需要前艙重量產(chǎn)生足夠的力矩配平發(fā)動機(jī)重量,所以前機(jī)身要有一定的長度,這就造成了機(jī)身細(xì)長,機(jī)艙狹窄,乘坐舒適性不佳;另一方面由于發(fā)動機(jī)幾乎是緊貼著尾艙,尾艙的震動和噪音也會比較巨大,而翼吊結(jié)構(gòu)則沒有這些問題。英國的翼根結(jié)構(gòu)也存在突出的噪音和振動問題,而且由于發(fā)動機(jī)緊貼機(jī)身,發(fā)動機(jī)的射流會影響到后機(jī)體,似的整個后艙的舒適性都較差。另一方面在機(jī)翼和機(jī)身之間加一個發(fā)動機(jī)艙會影響連接部的強(qiáng)度,英國的哈維蘭彗星似乎因為這個有過解體的事故。
四、起落架可以采用短設(shè)計。這個是給下單翼說的,下單翼由于離地面較近,所以起落架可以設(shè)計的短粗,有利于提高起落架強(qiáng)度和降低成本。另外相比上單翼而言下單翼的發(fā)動機(jī)倉更接近地面,更好維護(hù)些
但是下單翼翼吊也不是沒有缺點,正如上面的大神們提到的,發(fā)動機(jī)離地太近了,所以有時需要機(jī)翼上反或者改變發(fā)動機(jī)艙形狀來避免與地面的磕碰,另外發(fā)動機(jī)離地太低也會比較容易吸入異物甚至是地勤人員,所以會在條件惡劣的野戰(zhàn)機(jī)場起降的軍用運輸機(jī)一般是上單翼翼吊,而客機(jī)一般都會在條件比較好的空港起降,所以可以用下單翼翼吊。而小型的商務(wù)機(jī)因為太小了,翼下空間不夠所以一般是尾撐。
另外可以看一下
http://www.afwing.com/intro/airliner_engine/1.htm
大概就是這些吧,有不妥的地方請指正
【梁瀟華的回答(39票)】:
1.戰(zhàn)斗機(jī)使用的性能優(yōu)先的小涵道比渦扇或者渦噴發(fā)動機(jī),算上進(jìn)氣道長度后,常常就有戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)身2/3長了,只能放到尾部。噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)翼下吊裝發(fā)動機(jī)是在二戰(zhàn)結(jié)束前后。
2.客機(jī)使用的是大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)(省油),比較粗短,理論上可以放到翼根,翼下,放到尾部也可以(比如麥道和圖波列夫的一些飛機(jī)),掛在機(jī)翼下有以下幾個好處:1.離客艙遠(yuǎn)一些,所以客艙的噪音會小。2.(這個是非常關(guān)鍵的一點)對于大型寬體客機(jī)而言(比如A380)飛機(jī)重量主要在機(jī)身,但升力則是產(chǎn)生在機(jī)翼上,如果發(fā)動機(jī)沿著機(jī)身布置的話,那么翼身結(jié)合部就會受到非常大的扭力,對機(jī)械強(qiáng)度的要求很高,因此發(fā)動機(jī)吊裝在機(jī)翼下可以對重量起到分散作用。3.對于采用機(jī)翼內(nèi)置油箱的客機(jī)而言,機(jī)翼吊裝發(fā)動機(jī)有利于燃油供給。
【JoVi的回答(24票)】:
客機(jī)有在尾部的啊,原先的麥道系列就是在尾部的。如果你說的尾部是純戰(zhàn)斗機(jī)的那個屁股位置。~~其實那是發(fā)動機(jī)原因,戰(zhàn)斗機(jī)的發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的是推力,而通??蜋C(jī)用的發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的是拉力。那么大的進(jìn)氣口,實在沒法像戰(zhàn)斗機(jī)那樣塞到屁股里啊
【kingwing的回答(10票)】:
對于常見的殲擊機(jī)(戰(zhàn)斗機(jī))來說,好的機(jī)動性能需要尾噴口適當(dāng)靠后,于是發(fā)動機(jī)位置較為靠后比較合理。此外,為了獲得更高的速度,從風(fēng)阻考慮,發(fā)動機(jī)內(nèi)置于機(jī)身也比較合理。
客機(jī)為了獲得更好的運載能力,往往需要雙發(fā)或者四發(fā),并且機(jī)身空間會盡量用于載客,所以置于機(jī)翼下方是比較適合的方案,當(dāng)然也有少數(shù)機(jī)型會將發(fā)動機(jī)置于尾翼附近。
【翁鹱的回答(4票)】:
通常戰(zhàn)機(jī)的尾置發(fā)動機(jī)是在機(jī)艙內(nèi)側(cè)的而不是如MD-11在垂直翼下方。
戰(zhàn)斗機(jī)將引擎置于機(jī)艙內(nèi)能使得外部得到更好的流線,可以更容易形成舉升體(lifting body),提高機(jī)動性,更容易達(dá)到超音速等外部效應(yīng),對于引擎,能得到更長的進(jìn)氣道,從而使得氣流更好的進(jìn)入壓縮葉片。進(jìn)氣道在超音速飛行時能與sonic cone 更好的配合達(dá)到壓氣的效果。
以上所有的效果在亞音速民航中都不重要比如更大的機(jī)翼和舉升體相比能得到同樣的升力,從而犧牲了機(jī)動性,但是民航的機(jī)動性要求并不高。更重要的是,將引擎置于機(jī)艙內(nèi)部能嚴(yán)重犧牲了機(jī)艙載客載貨量(這也是非隱性轟炸機(jī)例如B-52為外置發(fā)動機(jī)的原因)
綜上所述,引擎在機(jī)翼下方能達(dá)到更好的效果。
【skywalkerhan的回答(7票)】:
1,客機(jī)的機(jī)身要用來裝客人,楞往里面塞兩個發(fā)動機(jī),空間運用不合理。四個就更沒法放了。進(jìn)氣道怎么安排?最多是掛在機(jī)尾旁邊。
2,飛機(jī)的油箱大部分都在機(jī)翼里面,就近放在機(jī)翼那邊可以減少供油管路的長度和機(jī)身結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度。
3,發(fā)動機(jī)震動和噪音很大,結(jié)合在機(jī)身上更大,放在機(jī)翼那里可以減少噪音和振動的影響。
4,有很多放在尾部的機(jī)型,也有好處,就是單發(fā)飛行的時候偏轉(zhuǎn)力矩基本沒有,影響不大。
5,像其他答案說的,戰(zhàn)機(jī)要留地方掛武器,這樣也方便檢修,都對。
6,戰(zhàn)斗機(jī)不用裝客人,空間隨便安排,機(jī)身內(nèi)部空著也是空著,正好裝發(fā)動機(jī)啊。
條款亂列的,簡單說說
【歐永佳的回答(5票)】:
麥道系列、波音727、圖154……這些不都是引擎在尾部的嘛!!
引擎放兩翼下方,便于地面機(jī)務(wù)人員的日常觀察和維護(hù)~!
【王亮的回答(13票)】:
為什么沒人認(rèn)為戰(zhàn)斗機(jī)把發(fā)動機(jī)放后面是為了機(jī)翼和機(jī)身可以掛槍炮,導(dǎo)彈之類的呢?
【飛魅的回答(2票)】:
英國“閃電”超音速戰(zhàn)斗機(jī)
不是所有人都愿意坐在兩個噴火的二踢腳正上方的。
【金鈞的回答(0票)】:
樓主回答很專業(yè),補(bǔ)充一下,發(fā)動機(jī)放置在尾部,還有一個問題是有的機(jī)型需要在飛機(jī)前艙灌水進(jìn)行機(jī)體平衡(前蘇聯(lián)的伊爾62),極大浪費占用有效載荷。航空界的經(jīng)典名言:“有效載荷就是能收費的載荷!”
【劉翔的回答(2票)】:
民航機(jī)有效載荷主要是內(nèi)裝式,戰(zhàn)斗機(jī)的有效載荷主要是外掛式,我想這也算一個區(qū)別吧。其實嚴(yán)格意義說,戰(zhàn)斗機(jī)屬于發(fā)動機(jī)為主,然后附加飛控設(shè)備和外掛。民航機(jī)是機(jī)體為主,然后附加發(fā)動機(jī),有一點可以說明問題,民航機(jī)的無動力滑行能力一定會比戰(zhàn)斗機(jī)高,現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī),尤其是高速戰(zhàn)斗機(jī),基本上無動力就直接掉了,很難滑行。
【子孟的回答(6票)】:
簡單來講,戰(zhàn)斗機(jī)的發(fā)動機(jī)不是裝在尾部的,而是裝在機(jī)身里的,而客機(jī)的機(jī)身要裝人或貨物,需要空出較大的空間來,其他的原因都不是最主要的原因啦~~
如下是f16的構(gòu)造,可以清楚的看到發(fā)動機(jī)占據(jù)了機(jī)身整個后半部分
而如果飛機(jī)的發(fā)動機(jī)在機(jī)翼上或者機(jī)尾上的話,只有一個原因,那就是機(jī)身里要裝別的東西,比如:而如果飛機(jī)的發(fā)動機(jī)在機(jī)翼上或者機(jī)尾上的話,只有一個原因,那就是機(jī)身里要裝別的東西,比如:
A-10攻擊機(jī)的發(fā)動機(jī)裝在尾部,而機(jī)身里則塞滿了炸彈~~
【許可的回答(2票)】:
因為客機(jī)中間裝的是人,不是戰(zhàn)斗機(jī)中間的發(fā)動機(jī)跟通氣桶。
【車儼衡的回答(2票)】:
好吧。最近都在忙著復(fù)習(xí)基礎(chǔ)執(zhí)照考試,剛好看完飛機(jī)結(jié)構(gòu),我也來露個臉卜。
噴氣式發(fā)動機(jī)在飛機(jī)上安裝機(jī)翼短艙吊掛、機(jī)尾安裝和后機(jī)身短艙吊掛三種方式。
相對于后兩種安裝方式,機(jī)翼短艙吊掛具有以下優(yōu)點:相對于后兩種安裝方式,機(jī)翼短艙吊掛具有以下優(yōu)點:
1、發(fā)動機(jī)重力通過短艙掛架作用在機(jī)翼上,在飛行中可以減小機(jī)翼承受的彎矩,改善機(jī)翼受力情況;
2、翼下吊掛的發(fā)動機(jī)供油管路可以做到最短,避免在機(jī)艙內(nèi)設(shè)置燃油管路,提高供油安全性;
3、發(fā)動機(jī)離地面距離相對較小,便于檢查和維護(hù);
4、當(dāng)發(fā)動機(jī)出現(xiàn)火警時,對飛機(jī)其他部位影響較小。
缺點也說說吧:
1、由于發(fā)動機(jī)距離飛機(jī)中軸線距離較遠(yuǎn),當(dāng)飛行中單發(fā)停車時,其余發(fā)動機(jī)的推力會導(dǎo)致飛機(jī)出現(xiàn)轉(zhuǎn)彎趨勢,應(yīng)采取方向配平措施(去年聽說某航一飛機(jī)就是空中單發(fā)停車,安全著陸,中國飛飛們對于突發(fā)事件的處置做的相當(dāng)好);
2、發(fā)動機(jī)離地面較近,發(fā)動機(jī)在地面工作時,容易吸入異物,造成發(fā)動機(jī)損壞,同時對周圍人員(沒錯。就是俺們苦逼的機(jī)務(wù),大家上班多多小心)也具有一定危險性。
機(jī)尾安裝和后機(jī)身短艙吊掛的發(fā)動機(jī)距離飛機(jī)軸線較近,當(dāng)單發(fā)空中時,不會造成較大的推力偏離;同時由于發(fā)動機(jī)離地較高,發(fā)動機(jī)在地面工作時吸入異物的可能性相對較小,對維修人員的危險性也較低。
但是這兩種方式均存在較大缺點:首先,發(fā)動機(jī)的重力作為集中載荷施加在了機(jī)身上,導(dǎo)致飛行中機(jī)身、機(jī)翼 均承受較大的彎矩,不利于機(jī)構(gòu)受力;其次,發(fā)動機(jī)距離地面較高,為檢查和維護(hù)工作帶來不便,尤其是機(jī)尾內(nèi)部安裝的發(fā)動機(jī),接近、檢查和發(fā)動機(jī)拆換的難度均較大;再次,發(fā)動機(jī)供油管路必須穿過機(jī)艙才能到達(dá)發(fā)動機(jī),增加飛機(jī)的火災(zāi)隱患。
基本上就是這些,當(dāng)然,就像前面的大師們說的一些優(yōu)點肯定也有,像噪音啊這些。我只是在書本上的一部分打出來,作為他們的補(bǔ)充一下。
【ROY的回答(0票)】:
SR-71 發(fā)動機(jī)是放機(jī)翼的,不過是沖壓發(fā)動機(jī)、偵察機(jī)非戰(zhàn)斗機(jī),而且是翼體融合。。。
【田占軍的回答(0票)】:
戰(zhàn)斗機(jī)翼體結(jié)合,而不是懸掛式,有沒有減少雷達(dá)反射面的作用呢?
【祝騰飛的回答(0票)】:
拋開技術(shù)上的原因,客機(jī)是要裝人的,所以不能像戰(zhàn)機(jī)那樣把發(fā)動機(jī)裝在尾部!
【知乎用戶的回答(0票)】:
和中國有著比較深關(guān)系的三種客機(jī):三叉戟、Tu-154和麥道90
【dianhuahu的回答(0票)】:
plus,飛行速度接近音速時,機(jī)翼在激波阻力下的震顫可以由發(fā)動機(jī)的重量加以抑制,給定翼展,發(fā)動機(jī)的安裝位置距離機(jī)體軸也有經(jīng)驗值。
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