Подвеска двигателей

[XaHyMaH]

Почему раньше реактивные двигатели прятали в крыло или фюзеляж, а сейчас они висят под крылом?

Ту-104, Ту-16, 3М — двигатели внутри
А сейчас — снаружи.

В чем причина? Аэродинамика? Надежность? Легкость обслуживания?

[ima]

Двигатели стали больше, современные вентиляторы внешнего контура толще многих фюзеляжей, не говоря уж о крыльях.

Пока двигатели в корень крыла влезали, по сопротивлению такая схема могла быть более выгодной, по весу - скорее всего немного уступала. По сложности производства и обслуживания, конечно, уступала принципиально.

На фюзеляже - внутри или снаружи - реактивные двигатели ставить не эффективно, так сейчас делают только небольших самолётах, где под крыло двигатель просто не влезет. Двигатели под крылом дают целый ряд преимуществ в аэродинамике и весе конструкции.

[Kelindil]

Двигатели стали больше, современные вентиляторы внешнего контура толще многих фюзеляжей, не говоря уж о крыльях.

Пока двигатели в корень крыла влезали, по сопротивлению такая схема могла быть более выгодной, по весу - скорее всего немного уступала. По сложности производства и обслуживания, конечно, уступала принципиально.

На фюзеляже - внутри или снаружи - реактивные двигатели ставить не эффективно, так сейчас делают только небольших самолётах, где под крыло двигатель просто не влезет. Двигатели под крылом дают целый ряд преимуществ в аэродинамике и весе конструкции.

добавьте сюда несравнимо более простую замену\ремонт двигла висящего под крылом....всё-таки чтоб сейчас поменять двигло не надо разбирать пол крыла....

[Дм. Журко]

Потому что подвеска на пилонах удобнее и не хуже аэродинамически, по управляемости и прочности дозвукового неманёвренного самолёта. Пилонная подвеска появилась не позднее Ту-16 и прочих.

Но при одном условии -- крыло должно быть гибким. Иначе по массе конструкции будет проигрыш. Потому, полагаю, первичны -- удобство и гибкое крыло.

По схожим причинам теперь не прячут шасси в крыло.

[ima]

Пилонная подвеска появилась не позднее Ту-16 и прочих.
Ил-22, наверное, первый. У Ту-16 как-раз в корне крыла, хоть он и позже сделан.


Но при одном условии -- крыло должно быть гибким. Иначе по массе конструкции будет проигрыш.
Почему бы это? Впрочем, жесткое крыло на трансзвуке, где проявляются преимущества пилонной подвески (начиная где-то с 0.7M) - это абстракция.
Да и на малых скоростях, как разнесение тяги и веса по размаху приведёт к росту массы?

Потому, полагаю, первичны -- удобство и гибкое крыло.
Уж про использование в качестве противофлаттерных грузов думали сразу. На правило площадей (вторая важная причина для пилона) тоже натолкнулись достаточно рано.

Пока думали только об удобстве (и чистой верхней поверхности крыла) - ставили двигатели под крыло в обтекателе, без пилона. Пилон нужен не для того, чтобы опустить двигатель - а чтобы вынести его вперёд. Кроме упомянутого флаттера и правила площадей, это даёт невозмущённый поток на воздухозаборнике и отодвигает турбины подальше от конструкции крыла, на случай аварий.

[Дм. Журко]

Ил-22, наверное, первый. У Ту-16 как-раз в корне крыла, хоть он и позже сделан.

Причём тут Ту-16?

Ил-22 создан по мотивам немецких работ в СССР, а первым реактивным с пилонами был, видимо, Ju-287 (обозначение в СССР -- EF-131). На самом деле пилоны использовались с 20-х годов точно, а вероятно ранее, даже соображения об их применении похожи.

Первый серийный реактивный -- B-47. Между Ju-287 и B-47 или Ил-22 множество немецких и американских опытов. Причём у B-47 все важные черты присутствуют: гибкое крыло, шасси в фюзеляже, выраженные пилоны.


Почему бы это?

Гибкость желательна равномерная по размаху -- без сосредоточенных напряжений. Даже в фюзеляже жёсткая заделка не предполагается -- единый на весь размах лонжерон [поправлено], точечно подвешенный под или над фюзеляжем. С двигателями в корне крыла достаточную подвижность в корне обеспечить трудно.


Впрочем, жесткое крыло на трансзвуке, где проявляются преимущества пилонной подвески (начиная где-то с 0.7M) - это абстракция.

Не абстракция. Крылья малого удлинения жёсткие? А интегральные планеры? Разумеется, речь идёт о степени жёсткости -- размахах статического прогиба порядка 10% размаха и даже более. Совершенную жёсткость трудно вообразить, на деле не бывает.


Да и на малых скоростях, как разнесение тяги и веса по размаху приведёт к росту массы?

В чём разница?


Уж про использование в качестве противофлаттерных грузов думали сразу. На правило площадей (вторая важная причина для пилона) тоже натолкнулись достаточно рано.

Правило площадей для трансзвука. Недостатки у подвески тоже есть.


Пока думали только об удобстве (и чистой верхней поверхности крыла) - ставили двигатели под крыло в обтекателе, без пилона. Пилон нужен не для того, чтобы опустить двигатель - а чтобы вынести его вперёд. Кроме упомянутого флаттера и правила площадей, это даёт невозмущённый поток на воздухозаборнике и отодвигает турбины подальше от конструкции крыла, на случай аварий.

Перечень второстепенных следствий обширен, включая воздействие на оперение и благоприятные моменты от увеличения тяги. Но правило площадей в перечень не входит. То есть, вредное взаимодействие крыла и двигателя есть, но это не имеет отношения к «правилу».
--------

А ещё пилон значительно увеличивает боковую проекцию и потребную для посадки при боковом ветре площадь вертикального оперения. Потому британцы и обходились маленькими килями, а уже B-47 нёс хвост-украшение. Пилон и гибкая консоль создают условия для разнообразных вибраций.

[ima]

Видимо не так понял следующее:

Но при одном условии -- крыло должно быть гибким. Иначе по массе конструкции будет проигрыш.
В том смысле, что под гибкое крыло без пилона вешать тяжело - никаких возражений.


Правило площадей для трансзвука.
Трансзвук в этом смысле довольно рано начинается, с 0.7М уже начинают проявляться эффекты, на 0.8 - без их учёта не обойтись.

То есть, вредное взаимодействие крыла и двигателя есть, но это не имеет отношения к «правилу».
Тут наоборот - полезное. Двигатели перед крылом обеспечивают более плавное нарастание площади. Позади крыла для того же эффекта на лайнерах часто делают выступающие объёмы.

[Дм. Журко]

Видимо не так понял следующее:

Дык ясно же, что пилон -- лишняя конструкция. Её ещё оправдать надо выигрышем в другом месте.


Трансзвук в этом смысле довольно рано начинается, с 0.7М уже начинают проявляться эффекты, на 0.8 - без их учёта не обойтись.

Это всё же копейки на малых скоростях. Теперь и малоскоростные самолёты оснащают пилонами.


Тут наоборот - полезное. Двигатели перед крылом обеспечивают более плавное нарастание площади. Позади крыла для того же эффекта на лайнерах часто делают выступающие объёмы.

Следствия третьего порядка малости, полагаю. Вроде того, что двигатель под крылом тормозит поток, а значит, увеличивает подъёмную силу, но и ускоряет поток на части хорды выхлопом, а значит, её уменьшает.

Только на B747 видны какие-то усилия для «правила», но с уменьшением требуемых скоростей после нефтяного кризиса и от таких попыток отказались. Ведь главный виновник неплавности диаграммы площадей поперечных сечений -- стык крыла с фюзеляжем. В лучшем случае -- зализ подожмут.

[ima]

Следствия третьего порядка малости, полагаю. ...
Только на B747 видны какие-то усилия для «правила», но с уменьшением требуемых скоростей после нефтяного кризиса и от таких попыток отказались.
Гораздо серьёзнее, чем может показаться. Видны усилия на многих лайнерах: во-первых, именно вынесенные далеко вперёд двигатели, а во-вторых... Посмотрите снизу на крыло (для определённости, A310, но и других тоже) - увидите толстые веретенообразные "гребни", выступающие за заднюю кромку. Их толщина и расположение - прямое следствие усилий по снижению волнового сопротивления (как водится, применений сразу несколько, но первично именно это).

Чтобы дальше не спорить попусту: http://oea.larc.nasa.gov/PAIS/Concept2Reality/area_rule.html

[Дм. Журко]

Это соединение приятного с полезным, не более. Если бы в них приводы механизации не прятали, то и не было бы наделок. И, заметьте, они позади крыла.

Повторю, главное -- фюзеляж, а он то цилиндрический, как правило. Но, если охота спорить, то не здесь. Здесь нужны ответы именно на исходные вопросы, так понимаю, а не споры о сопутствующих обстоятельствах.

[ima]

Это соединение приятного с полезным, не более.
Вот для этого я и дал ссылку с объяснением.

[Дм. Журко]

"Для этого" надо на фотографии современных лайнеров смотреть, много плодотворнее, а главное, так правильнее. Ссылка занятная, спасибо, но это общие соображения энтузиаста, не более. И потолочные числа.

Например, убедитесь в величине этих приливов на Dreamliner, там приводы электрические, то есть меньше по размеру. Спорить не о теме здесь не буду.

[Gavrick]

Собственно, перимущества подвески двигателей под крылом следующие:
1)Разгрузка конструкции крыла в полёте,
2)Демпфирование колебаний крыла,
3)Снижение уровня шума и вибраций в кабине,
4)Удобство обслуживания.

[Karakurtilo]

Ау! а тут конструкторы есть? кто-нибудь сам самолет построил?

[ALF]

Собственно, перимущества подвески двигателей под крылом следующие:
1)Разгрузка конструкции крыла в полёте,
2)Демпфирование колебаний крыла,
3)Снижение уровня шума и вибраций в кабине,
4)Удобство обслуживания.

5) Увеличение полезной, коммерческой, нагрузки, при равном сечении фюзеляжа.
6) Комфорт пассажиров, снижение шума работы двигателей в салоне.
7) Упрощение конструкции лонжерона.

[ALF]

Почему раньше реактивные двигатели прятали в крыло или фюзеляж, а сейчас они висят под крылом?

Ту-104, Ту-16, 3М — двигатели внутри
А сейчас — снаружи.

В чем причина? Аэродинамика? Надежность? Легкость обслуживания?

Ещё и безопасность. Был случай, когда на Ту-104 разлетелась турбина и 4 ряда кресел посекло с народом...