0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое самолетный двигатель

Самолет на батарейках. Как будет работать электрический двигатель, которые создают для российской авиации

В России создали прототип электрического авиационного двигателя. Уже в 2020 году самолет с таким агрегатом отправится в первый полет. Какое будущее у двигателей такого плана?

О создании прототипа электрического авиадвигателя сообщил генеральный директор Центрального института авиационного моторостроения (ЦИАМ) им. П. И. Баранова Михаил Гордин. Самолет «Сигма-4» с аккумулятором на 80 лошадиных сил планировали поднять в воздух еще в 2019 году, но во время эксперимента столкнулись с определенными трудностями. Впоследствии неудачный опыт учли и переделали систему.

«В этом году самолет должен полететь на аккумуляторе, а через год попробуем сделать это на топливном элементе. Этот мотор служит прототипом электрического авиационного двигателя», — сказал Гордин.

Электрический двигатель

Раньше россияне знали только два вида электрического транспорта — троллейбусы и трамваи. Но впоследствии начали появляться непопулярные в России электромобили, а потом на дороги выехали автобусы с электрическими двигателями. Например, за 2019 год на улицы Москвы вышло 300 электробусов, а в 2020-м обещали еще столько же.

Источник фото: сайт правительства Москвы

Разобрать потенциальные проблемы электрических авиадвигателей можно как раз на примере электробусов, принцип работы и обслуживания которых уже понятен.

У электробуса есть два главных плюса: экологичность и дешевизна обслуживания — он не требует регулярных вложений. Однако срок жизни батареи электробуса — 7,5 года. Так как электродвигатель не подлежит капитальному ремонту, его можно будет только заменять на совершенно новый, а стоить он будет около 11 миллионов рублей. Для сравнения: обычный новый автобус целиком стоит от 12 до 15 миллионов.

Безусловно, электробусы помогают экологии. В таких машинах нет двигателя внутреннего сгорания (ДВС), им не нужен бензин в качестве топлива, то есть он не выбрасывает в атмосферу вредные вещества.

У электрического двигателя самолета будет такой же принцип работы, что и у электробуса. У такого агрегата будут схожие плюсы и минусы. Старший редактор интернет-издания «Транспорт в России» Павел Яблоков по просьбе «360» объяснил, что аккумулятор не только очень тяжелый, но и занимает много места. Как это должно работать в самолете, тоже пока не понятно, но это лотерея, в которой нужно поучаствовать, считает специалист.

Источник фото: Pixabay

«До определенной поры развития техники не было никаких альтернатив [в вопросе выбора двигателя]. Сейчас эта альтернатива появляется. И она логичная, даже невзирая на плюсы и минусы. Просто попробовать заглянуть в это направление, а потом делать выводы», — подчеркнул Яблоков.

Эксперт отметил, что электрические двигатели считаются более долговечными, чем традиционные ДВС. Причина в том, что у батареи меньше изнашивающихся частей. То есть там почти никакие элементы двигателя не соприкасаются, никаких взрывов не происходит и бензин не влияет на работоспособность агрегата.

В этом очевидном плюсе есть минус — аккумулятор не поддается капитальному ремонту. Можно заменить лишь отдельные части, но «поставить на ноги» вышедший из строя электродвигатель невозможно — его нужно менять целиком. И здесь встает вопрос надежности.

«Когда работает электродвигатель, он должен иметь надежный источник энергии (например, провод или рельсы — прим. ред.). Для аккумуляторов [самолета] это не будет постоянной энергией, потому что у аккумуляторов один заряд. К концу полета, понятно, уровень заряда снизится. Вопрос в том, насколько этот „электрический бак“ сможет вывезти этот полет», — сказал Павел Яблоков.

Стоит помнить: дизельный самолет потребляет огромное количество топлива. То есть он будет требовать большой запас энергии, чтобы долететь из точки А в точку Б.

По мнению Яблокова, будущее за использованием различных видов топлива в зависимости от условий, в которых эксплуатируется тот или иной транспорт.

Тренд развития

Управляющий директор журнала «Авиатранспортное обозрение» Максим Пядушкин в беседе с «360» отметил, что электродвигатели в самолетах — один из трендов развития мировой авиации. Специалисты отрасли пытаются перейти на электрические двигатели, потому что они меньше весят, более эффективные, тратят меньше топлива. Но пока авиация в начале пути.

Созданный прототип Пядушкин назвал слабым, так как 80 лошадиных сил способны поднять в воздух очень маленький самолет, который даже вряд ли сможет везти одного человека. В то же время не факт, что в будущем такие агрегаты будут исключительно на электричестве. Вероятно, инженеры будут работать над гибридной установкой. Это значит, что ДВС будет крутиться, двигать самолет и одновременно заряжать аккумулятор.

До времен, когда большие пассажирские самолеты будут оснащены полностью электрическим двигателем, еще очень далеко

По мнению специалиста, самолеты с такими агрегатами будут пользоваться популярностью только в частной, любительской и спортивной авиации либо такие двигатели будут ставить на беспилотники.

Авиационный поршневой двигатель: полный обзор, устройство и характеристики

Долгое время, с конца XIX века и до середины XX, поршневой авиационный двигатель оставался единственным мотором, который обеспечивал полеты самолетов. И только в сороковых годах прошлого века он уступил свое место двигателям с иными принципами работы — турбореактивным. Но, несмотря на то, что поршневые моторы и утратили свои позиции, они не исчезли со сцены.

Современные области применения поршневых моторов

В настоящее время авиационные поршневые двигатели применяют в основном на спортивных самолетах, а также на малых летательных аппаратах, изготовленных по персональным заказам. Одной из главных причин того, что моторы этого типа используются крайне мало, является то, что соотношение единицы мощности к единице массы поршневого двигателя существенно меньше по сравнению с газотурбинными. Поршневые по скоростным показателям не выдерживают никакой конкуренции с иными моторами, применяемыми в авиастроении. Более того, КПД их не превышает 30 %.

Виды поршневых авиамоторов

Поршневые авиационные двигатели имеют различия в основном по порядку расположения цилиндров по отношению к коленвалу. Вследствие этого имеется достаточно большое количество разнообразных видов поршневых моторов. Наиболее широкое применение получили следующие:

  • двигатели, у которых V-образное расположение цилиндров;
  • поршневой радиальный двигатель, где цилиндры расположены звездообразно;
  • оппозитный двигатель, у него цилиндры располагаются рядно.

Двигатели с V-образным расположением цилиндров

Они являются самыми известными и применяемыми типами двигателей внутреннего сгорания в авиастроении и не только. Их название связано с характерным расположением цилиндров по отношению к коленвалу. При этом они имеют различный уровень наклона по отношению друг другу. Он может составлять от 10 до 120 градусов. Такие моторы работают по тем же принципам, как и иные двигатели внутреннего сгорания.

Читать еще:  Яаз 204 двигатель расход топлива

К достоинствам двигателей с V-образным расположением цилиндров относится относительная их компактность при сохранении мощностных показателей, а также возможность получать приличный крутящий момент. Конструкция позволяет достигать значительных ускорений вала вследствие того, что инерция, создаваемая при работе, значительно выше, чем у иных типов двигателей внутреннего сгорания. По сравнению с другими типами, эти отличаются наименьшей высотой и длиной.

Моторы этого вида имеют высокую жесткость коленвала. Это обеспечивает большую конструктивную прочность, что увеличивает сроки службы всего двигателя. Рабочие частоты таких моторов отличаются большими диапазонами. Это позволяет быстро набирать обороты, а также устойчиво работать на предельных режимах.

К недостаткам поршневых авиационных двигателей с V-образным мотором относят сложность их конструкции. Вследствие этого они стоят значительно дороже других типов. Более того, они отличаются достаточно большой шириной двигателя. Также V-образные моторы характеризуются высоким уровнем вибрации, сложностями при балансировке. Это приводит к тому, что приходится специально утяжелять различные их части.

Радиальный авиационный поршневой двигатель

В настоящее время радиальные поршневые моторы опять стали востребованы в авиации. Они активно применяются в спортивных моделях самолетов, либо в изготовленных по персональным заказам. Все они малых размеров. Устройство авиационного поршневого двигателя радиального вида, в отличие от иных моторов, заключается в том, что его цилиндры расположены вокруг коленвала через равные углы, как радиальные лучи (звездочки). Это и дало ему название — звездообразный. Такие моторы оборудуются выхлопной системой, которая расходится радиальными лучами. Более того, двигатель этого типа может иметь несколько звезд — отсеков. Это возможно вследствие того, что коленвал увеличивают в длину. Как правило, радиальные двигатели изготавливают с нечетным количеством цилиндров. Это позволяет подавать искру в цилиндр через один. Но делают и радиальные моторы с четным числом цилиндров, однако их количество должно быть больше двух.

Самым большим недостатком двигателей радиального типа является возможность проникновения масла к нижним цилиндрам мотора, когда самолет находится на стоянке. Эта проблема достаточно часто приводит к возникновению мгновенного гидроудара, что влечет поломку всего кривошипно-шатунного механизма. Для недопущения таких проблем перед пуском мотора требуется постоянная проверка состояния нижних цилиндров на предмет отсутствия проникновения к ним масла.

К достоинствам двигателей радиального типа относят их малые габариты, простоту эксплуатации и приличную мощность. Обычно их устанавливают на самолеты спортивных моделей.

Оппозитный авиационный поршневой двигатель

В настоящее время оппозитные авиационные моторы начинают переживать свое второе рождение. Вследствие того, что они обладают небольшими размерами и сравнительно малым весом, их ставят на легкие спортивные самолеты. Они способны развивать достаточную мощность и обеспечивают очень высокие скорости.

Оппозитные двигатели имеют несколько типов конструкций:

1. Мотор, изготовленный по методу «боксер» (Subaru). В таких двигателях поршни цилиндров, расположенных против друг друга, двигаются равноудалено. Это приводит к тому, что в каждом цикле один находится в верхней мертвой точке, а противоположный — в нижней.

2. Двигатели, снабженные устройством ОРОС (Opposed Piston Opposed Cylinder). В таких моторах цилиндры по отношению к коленвалу, расположены горизонтально. В каждом из них находится по два поршня, которые при работе двигаются навстречу. Дальний поршень связан с коленвалом специальным шатуном.

3. Двигатель, сделанный на основании принципа, примененного в советском моторе 5ТДФ. В таком изделии поршни передвигаются навстречу друг другу, работая попарно в каждом отдельном цилиндре. При достижении обоих поршней верхней мертвой точки между ними впрыскивается топливо. Двигатели такой разновидности могут функционировать на горючем различных видов, от керосина до бензина. Для увеличения мощности оппозитных моторов их снабжают турбонаддувом.

Главное достоинство в двигателях оппозитного типа — это компактность, малые габариты. Их можно применять на самолетах очень маленьких размеров. Мощность их достаточно высока. В настоящее время они находят все большее распространение в спортивных летательных аппаратах.

В качестве основного недостатка отмечается высокий расход топлива и особенно моторного масла. По отношению к двигателям других типов оппозитные моторы расходуют горюче-смазочные материалы в два раза больше. Они требуют постоянной замены масла.

Современные авиадвигатели

Современные поршневые авиационные двигатели – это очень сложные системы. Они оснащены современными узлами и агрегатами. Их работу обеспечивают и контролируют современные системы и приборы. Вследствие применения передовых технологий весовая характеристика двигателя существенно снижена. Мощности их возросли, что способствует широкому применению в легкомоторной — спортивный авиации.

Авиационные масла

Масло в поршневых авиационных двигателях работает в достаточно сложных условиях. Это высокие температуры в зонах поршневых колец, на внутренних частях поршней, на клапанах и иных узлах. Поэтому для качественного обеспечения работы мотора в условиях значительных температур, давления, нагрузок, в них используют высоковязкие масла, которые подвергают специальной очистке. Они должны обладать высокой смазочной способностью, оставаться нейтральными к металлам и иным конструктивным материалам двигателя. Авиационные масла для поршневых моторов должны быть стойкими к окислению при воздействии высоких температур, не терять своих свойств при хранении.

Отечественные поршневые авиационные моторы

История производства поршневых моторов в России начинается с 1910 года. Массовый выпуск начался в годы Первой мировой войны. В Советском Союзе советские поршневые авиационные двигатели собственной конструкции стали создавать с 1922 года. С ростом промышленного производства, в том числе авиационного, страна стала массово выпускать поршневые моторы 4-х производителей. Это были двигатели В. Климова, А. Швецова, завода № 29, А. Микулина.

После войны начинается процесс модернизации авиации СССР. Проектируются и создаются авиадвигатели для новых самолетов. Активно развивается реактивное самолетостроение. В 1947 году вся военная авиация, работающая на высоких скоростях, переходит на реактивную тягу. Поршневые авиадвигатели применяются только на учебных, спортивных, пассажирских и военно-транспортных самолетах.

Самый большой поршневой авиадвигатель

Самый мощный поршневой авиационный двигатель был создан в США В 1943 году. Он назывался Lycoming XR-7755. Это был мотор с тридцатью шестью цилиндрами. Его рабочий объем составляла 127 литров. Он был способен развить мощность в 5000 лошадиных сил. Предназначался для самолета Convair B-36. Однако в серию не пошел. Был создан в двух экземплярах, в качестве прототипов.

Читать еще:  Шевроле спарка сколько масла заливать в двигатель

ТЕХНОЛОГИИ, ИНЖИНИРИНГ, ИННОВАЦИИ

Измеритель диаметра, измеритель эксцентриситета, автоматизация, ГИС, моделирование, разработка программного обеспечения и электроники, БИМ

В России разработан всеядный авиационный двигатель для малой авиации

Компания «Двигатели для авиации» (ДДА) разработала многотопливный авиационный двигатель, который обладает высокой удельной мощностью и экономичностью. Основными критериями при создании двигателя ДДА-120М являлись стоимость изделия и эксплуатации, назначенный межремонтный ресурс и топливная эффективность, которые в совокупности определяют расходы на летный час. Двигатель ДДА-120 представляет собой некий гибрид бензинового и дизельного моторов для сверхлегких самолетов и вертолетов.

  • Наша продукция
  • Презентации по направлениям
  • Инжиниринг
  • Консалтинг
  • Металлообработка
  • Моделирование
  • Разработки

Камера сгорания и топливная система лабораторного образца полностью соответствует проектируемому двигателю. Таким образом, образец полностью подтвердил работоспособность проектируемого двигателя и его уникальной топливной системы, оставив позади годы тяжелейшей работы.

Характеристики двигателя ДДА-120:

  • Объем двигателя, см3 1300.
  • Количество цилиндров 3 (рядное).
  • Отношение ход/диаметр 75/86 = 0,872.
  • Геометрическая степень сжатия 10,5.
  • Максимальная частота вращения, 1/мин 6000.
  • Мощность при максимальной частоте вращения, кВт (л.с) 89,7 (121,8).
  • Часовой расход топлива максимальный, л/ч 28 (без учета затрат на привод грм и других агрегатов).
  • Размеры без навесных агрегатов, мм 590х390х460.
  • Размеры с учетом навесных агрегатов, мм 590х580х580.
  • Масса, кг до 60.
  • Топливо авиационный керосин (дизельное топливо, бензин).

Снаружи ДДА-120 практически ничем не отличается от себе подобных. Его уникальность и отличие от западных аналогов (в России двигатели малой мощности не производятся) в высокой удельной мощности, экономичности и топливе, на котором он может работать: авиационный керосин, бензин, дизельное топливо.

Экономичность и низкая себестоимость – ключевое отличие от западных аналогов. Действительно, двигатели сверхлегких летательных аппаратов Subaru или Rotax очень дороги и их цена может составлять более 80% цены самого летающего аппарата, это примерно 1,5 млн руб. (с учетом доставки). Это делает конечную стоимость летательного аппарата неподъемно высокой и для производителя, и для потребителя.

В отличие от других многотопливных двигателей (например, многотопливные дизели), этот двигатель будет значительно легче. От двигателей с искровым воспламенением, работающих также на авиационном керосине, ДДА-120 отличает сниженный расход топлива.

На данный момент аналоги данного двигателя широко применяются в малой авиации. Например, в вертолетах Robinson R22 и самолетах Cetus 200.

Движок будет стоить в пределах от 300 до 500 тыс. рублей, что примерно в 3-5 раз дешевле зарубежных аналогов, к тому же он значительно легче и экономичнее их. Создатели двигателя надеются, что их детище будет востребовано компаниями-производителями российской малой авиации.

Для обеспечения финансирования проекта разработчики решили обратиться к помощи краудфандинга и создали кампанию на одной из площадок коллективного сбора средств.

Справка:

ООО «Двигатели для авиации» (ДДА) — инновационная компания, основными видами деятельности которой является разработка и производство двигателей внутреннего сгорания для малой авиации.

Современные технологии, преодоление технологических барьеров на пути создания новых продуктов являются ключевыми задачами для российских высокотехнологичных компаний, решение которых определяет конкурентоспособность на перспективных рынках.

В команде ДДА работают специалисты и научные сотрудники в области двигателестроения. ДДА сосредоточена на развитии экологически чистых высокоэффективных технологий.

РАЗМЕЩЕНИЕ ДВИГАТЕЛЕЙ НА САМОЛЕТЕ

В общем случае на самолете могут устанавливаться как поршневые, роторные, так и воздушно-реактивные двигатели. У поршневых и роторных двигателей в качестве движителя должен быть воздушный винт. Именно поэтому такие двигатели устанавливаются в передней части самолета (на фюзеляже, на крыле с выносом воздушных винтов за переднюю кромку).

Однако, в силу определенных конструктивных особенностей на некоторых ЛА — экранопланах двигатели, в том числе и ТВД, могут располагаться на киле.

Турбореактивный двигатель при компоновке самолета позволяет рассматривать целый ряд принципиально различных вариантов размещения двигателей: в фюзеляже, на фюзеляже, на киле, в корне крыла и на крыле (под крылом на пилоне, а также непосредственное крепление двигателей под и над крылом).

Все перечисленные схемы установки двигателей использовались в компоновках реактивных самолетов (дозвуковых и сверхзвуковых, гражданских и военных). Каждая схема имеет определенные преимущества и недостатки, проявляющиеся в той или иной степени в зависимости от типа и назначения самолета. Ниже рассмотрены наиболее распространенные схемы установки двигателей.

Размещение двигателей в фюзеляже применяется практически на всех легких военных самолетах (многоцелевые истребители и др.). Тонкое крыло небольшого удлинения не позволяет устанавливать двигатели на крыле или в крыле без ущерба для механизации крыла. Двигательные гондолы заняли бы слишком много места, не только значительно сократив размах закрылков, но и существенно сократив возможность подвешивать к крылу значительную часть боевой нагрузки.

Кроме того, если для самолета необходим один воздушно-реактивный двигатель, то внутренняя полость фюзеляжа является единственным местом для установки такого двигателя.

Размещение двигателей в корне крыла широко применялось на тяжелых дозвуковых реактивных самолетах военного и гражданского назначения (Ту-16, Ту-104, Ту-124 и др.; английские самолеты «Вулкан», «Виктор», «Комета» и др.). Такая схема установки двигателей, обладая определенными положительными качествами:

— отказ одного или двух двигателей, размещенных с одной стороны, не вызывает резких разворачивающих и кренящих моментов;

— высокое расположение воздухозаборников исключает всасывание посторонних предметов с взлетной полосы, низкое аэродинамическое сопротивление двигательной установки и др.) имеет ряд существенных недостатков (особенно для пассажирских самолетов).

Данная схема имеет и ряд существенных недостатков:

— близость реактивной струи к обшивке фюзеляжа, сильный шум в пассажирском салоне;

— длинные воздухозаборники существенно уменьшают тягу двигателей;

— пожар, возникший в двигателях, может распространиться на пассажирский салон и топливные баки (требуется усиленная противопожарная защита);

— в случае разрушения лопаток компрессора или турбины возможно поражение пассажирской кабины и топливных баков (требуется специальное бронирование);

— наличие воздухозаборников на передней кромке крыла и выходных устройств на задней кромке уменьшает размещение механизации по размаху крыла;

— затрудняется создание систем для реверсирования тяги: направляемые вниз вперед реактивные струи газов, отражаясь от поверхности аэродрома, могут засасываться в воздухозаборники двигателей, вызывая помпаж этих двигателей;

Читать еще:  Двигатель ef det характеристики

— плохие условия эксплуатации двигателей из-за трудности подхода к ним;

— существенно уменьшается объем крыла для размещения топлива;

— увеличение массы конструкции самолета вследствие утяжеления крыла (из-за фасонных лонжеронов и наличия съемных панелей), длинных воздухозаборников или выхлопных труб.

Размещение двигателей на пилонах под крылом широко применяется на современных тяжелых дозвуковых самолетах.

Такая схема имеет следующие преимущества:

— двигатели разгружают конструкцию крыла в полете, уменьшая изгибающий момент от внешних нагрузок;

— двигатели являются противофлаттерными балансирами и одновременно демпфируют колебания крыла при полете в турбулентной атмосфере;

— обеспечивается удобство обслуживания двигателя и его замены (в том числе и на другой типоразмер);

— надежное изолирование источника пожара на двигателе от крыла при помощи противопожарных перегородок в пилоне;

— обеспечивается меньший шум от двигателей в пассажирском салоне;

— обеспечивается лучшая, чем на двигателях, установленных в корне крыла, изоляция конструкции самолета от звукового воздействия реактивных струй двигателей;

— создаются благоприятные условия установки двигателей с реверсом тяги и шумоглушением.

Наряду с указанными выше преимуществами, размещение двигателей на пилонах под крылом имеет следующие недостатки:

— в случае отказа двигателя, особенно внешнего, создается большой разворачивающий момент в горизонтальной плоскости;

— при посадке с креном наличие нижней пилонной подвески двигателей(чтобы избежать касание земли) требует увеличение поперечного V крыла, что ухудшает характеристики устойчивости и управляемости самолета;

— низкое расположение двигателей относительно поверхности аэродрома увеличивает возможность попадание в воздухозаборники посторонних предметов;

Размещение двигателей на хвостовой части фюзеляжа получило широкое распространение на отечественных и зарубежных пассажирских самолетах.

На тяжелых самолетах, когда для обеспечения необходимой величины тяговооруженности требуется четыре двигателя, на бортовых пилонах устанавливается по два двигателя с каждой стороны (например, самолет Ил-62).

Если для данной взлетной массы самолета требуемая тяговооруженность обеспечивается нечетным числом двигателей (три двигателя), то один из двигателей должен устанавливаться в плоскости симметрии самолета. В данном случае этот двигатель размещается внутри хвостовой части фюзеляжа, а его воздухозаборник выносится в корневую часть вертикального оперения над фюзеляжем. По такой схеме установлены двигатели на самолетах Боинг 727, Локхид L-1011, Де Хэвилленд «Трайдент» и на отечественных самолетах ЯК-40, Як-42 и Ту-154.

Размещение двигателей на хвостовой части фюзеляжа, когда двигатель крепится к фюзеляжу посредством небольшого пилона, позволяет:

— обеспечить аэродинамическое «чистое» крыло, что повышает его аэродинамическое качество на (10…15)%;

— максимально использовать размах крыла для размещения средств механизации (закрылки, предкрылки и т. д.), что улучшает взлетно-посадочные характеристики самолета;

— определять поперечное V крыла из условий обеспечения оптимальных характеристик поперечной и путевой устойчивости и управляемости;

— улучшить характеристики продольной, путевой и поперечной устойчивости самолета:( за счет площади гондол и их пилонов как дополнительного горизонтального оперения; вынос горизонтального оперения из зоны торможения потока за крылом; малый разворачивающий момент при остановке одного из двигателей).

— улучшить комфорт пассажиров (по сравнению с установкой двигателей в корне крыла) за счет уменьшения шума, так как гондолы двигателей в данном случае устанавливаются позади герметической кабины;

— облегчить установку реверсирующих устройств на всех двигателях;

— предохранить двигатели от попадания в них посторонних предметов при взлете и посадке благодаря высокому расположению воздухозаборников;

— улучшить работу устройств для реверсирования тяги двигателей (по сравнению с двигателями, размещенными в корне крыла);

— создать лучшие условия аварийной посадки самолета.

Однако наряду с указанными преимуществами схема установки двигателей на хвостовой части фюзеляжа имеет следующие существенные недостатки:

— увеличивается масса конструкции самолета(масса фюзеляжа увеличивается примерно на (10 . 15 %) вследствие усиления конструкции хвостовой части фюзеляжа из-за дополнительных весовых и инерционных нагрузок от двигателей);

— увеличения массы крыла (примерно на 10. 15 %) из-за отсутствия разгрузки крыла;

— увеличения массы вертикального оперения, несущего на себе горизонтальное оперение;

— центр масс пустого самолета сдвигается назад, а центр масс полностью загруженного самолета — вперед, чем создаются трудности в центровке и балансировке самолета;

— носовая часть фюзеляжа выдвигается вперед, что отрицательно сказывается на путевой и продольной устойчивости самолета;

— при попадании самолета в обледенение создается возможность попадания в двигатели обломков льда, сбрасываемых противообледенителями с крыла;

— необходимо прокладывать топливопроводы от баков к двигателям вблизи пассажирской кабины, что вызывает опасность попадания паров топлива в кабину и увеличивает массу трубопроводов;

— несколько затрудняется обслуживание двигателей, высоко расположенных над поверхностью аэродрома.

Перечисленные недостатки приводят к тому, что на современных двигатели устанавливаются, в основном, на пилонах под крылом.

Размещение двигателей под крылом (с непосредственным креплением гондол двигателей к крылу) встречается на тяжелых сверхзвуковых самолетах. В данном случае двигатели могут устанавливаться либо в одной гондоле, расположенной в плоскости симметрии самолета (самолет «Норт Америкен» ХВ-70), либо попарно в двух гондолах (пассажирские самолеты Ту-144 и «Конкорд»).

Размещение двигателей в гондолах на нижней поверхности крыла вызывает систему скачков уплотнений от специально спрофилированных воздухозаборников и мотогондол двигателей. В результате взаимодействия систем скачков уплотнения с поверхностью крыла аэродинамическое качество самолета на сверхзвуковой крейсерской скорости существенно увеличивается. Кроме того, угол атаки крыла в крейсерском полете уменьшается (так как величина М max сдвигается на меньшие углы), что также уменьшает лобовое сопротивление.

Интерференция самолета и двигателя.Обтекание воздушным потоком двигателя, установленного на крыле или фюзеляже, вызывает дополнительные потери, называемыми интерференцией. По результатам экспериментальных исследований наименьшие потери наблюдаются при размещении двигателя на крыле по схеме среднеплан. При размещении двигателя непосредственно на крыле или под крылом потери будут минимальными, если поперечное сечение мотогондолы имеет прямолинейные обводы при соблюдении правила площадей.

При размещении двигателя на пилоне под крылом на его нижней поверхности появляется разряжение, вызываемое реактивной струей (усиливается для двухконтурных ТРДД), что может приводить к возникновению местных сверх звуковых зон обтекания и, как следствие, волновых потерь.

Для уменьшения воздействия продольной составляющей скорости стреловидного крыла на внутреннюю поверхность мотогондолы ось двигателя разворачивается во внутрь (в сторону фюзеляжа) на определенный угол.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector