客机引擎为啥不能像战机一样装在尾部,而要在机翼两侧?

先抛开战斗机不谈(放最后),对于民用主流客机基本都是挂在机翼下面的Engine Pylons Under Wing。比如居家旅行必备的客机如A320,A330,A340,A380和波音737,747,777,787了。大家登机时看到的发动机都是这样挂在翅膀下面的。。

客机引擎为啥不能像战机一样装在尾部,而要在机翼两侧?



客机引擎为啥不能像战机一样装在尾部,而要在机翼两侧?


原因:

首先,这样可以抵消由于升力对机翼产生向上的力矩,从而达到力矩平衡。飞机之所以能起飞是由于快速前进的机翼受到空气对其向上的升力,而宽体机的机翼又很长(十几米到几十米),这就像一个巨大的杠杆,翅根表示压力很大,悬挂的发动机无疑可以抵消掉一部分的力矩。

客机引擎为啥不能像战机一样装在尾部,而要在机翼两侧?


其次,我认为这样的重量分布也可以让飞机更加稳定。想想现代战斗机发动机大都是在机身内部,这样飞机可以各种打滚机动性能更好,反过来想,客机把发动机挂在两边,牺牲了机动性,但增加了稳定性。

第三,发动机尾置的设计变的少见可能和一起紧急迫降后的原因调查有关-。1991年,Scandinavian Airlines 751航班,当时的飞机是麦道MD-81. 由于机翼结的冰脱落后被吸入发动机导致两台发动机同时失效,飞行员不得不凭借高超的技术紧急迫降,所幸无重大伤亡。下图是出事前的飞机。

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第四,客机航油储存在机翼里,方便供油。

第五,发动机进气少受机翼和机身的干扰,从而有助达到发动机理想的效率。而且实际中发动机安装位置会靠前一点,防止发动机进气受到机翼前缘leading edge附近向上的气流影响。

客机引擎为啥不能像战机一样装在尾部,而要在机翼两侧?


第六,机翼本身可以帮忙阻挡一部分发动机的噪音到cabin。

第七,发动机在机翼下方更容易维护。感谢@王彦辉 。

但是!!并不是所有的飞机都适合把发动机挂在鸡翅下面的!

因为显而易见,它要求飞机的机翼高度相对于短舱直径要足够高,才能保证发动机和地面之间有足够的空间。以避免以下悲剧的发生。。。

客机引擎为啥不能像战机一样装在尾部,而要在机翼两侧?


再比如,国内航班最常见的波音737,因为个子比较矮,CFM给提供的发动机又太大,为了让发动机不至于蹭到地面,于是短舱被设计如下馒头的形状。。

客机引擎为啥不能像战机一样装在尾部,而要在机翼两侧?


于是,对于很多窄体飞机,当机翼高度不够时,就只能把发动机安装在尾部。其实发动机安装在机身尾部也是有好处的,可以减少地面外来物体对发动机的损害,而且当只有单发动机工作时,提供比较对称的推力减少偏航。当发动机部件失效,比如风扇叶片断裂,涡轮盘破裂飞出发生时不是正对着客舱,不容易伤到乘客。。

发动机放在尾部的不乏高帅富的代表商务机的典范,湾流Gulf Stream。

客机引擎为啥不能像战机一样装在尾部,而要在机翼两侧?


最后回到战斗机。

由于战斗机Fighter 发动机使用低函道比的涡扇发动机(比较瘦的涡扇发动机),大部分战斗机的发动机其实不能说是装在尾部,可以理解为是安装在机身内部的。你能看到的只是前面的进气道和最后的尾喷管。这样做的好处很多,减少空气阻力,隐身,机动性好,帅气。。。

比如Top Gun中的Tomcat F-14,发动机是夹在翅膀根部的。

客机引擎为啥不能像战机一样装在尾部,而要在机翼两侧?


F-16, F-22, F-35.。

客机引擎为啥不能像战机一样装在尾部,而要在机翼两侧?


当然没忘也有攻击机A-10这货的存在,如果飞机的发动机在机翼上或者机尾上的话,只有一个原因,那就是机身里要装别的东西,比如:A-10攻击机的发动机装在尾部,而机身里则塞满了炸弹~~

客机引擎为啥不能像战机一样装在尾部,而要在机翼两侧?


贴一张2011年在Royal Air Force Air Tatoo航展时拍到的A-10。

客机引擎为啥不能像战机一样装在尾部,而要在机翼两侧?


再就客机的发动机布局补充点东西吧

客机引擎为啥不能像战机一样装在尾部,而要在机翼两侧?


如上图这种发动机放在机翼下面的结构一般叫做“翼吊”,客机一般是下单翼翼吊

客机引擎为啥不能像战机一样装在尾部,而要在机翼两侧?


而军用运输机一般是上单翼翼吊

客机引擎为啥不能像战机一样装在尾部,而要在机翼两侧?


而这种装在机翼后面的叫做“尾撑”

客机引擎为啥不能像战机一样装在尾部,而要在机翼两侧?


当然了,还有英国在刚进入喷气时代时比较喜欢使用的翼根发动机结构(哈维兰彗星)

客机主流的发动机布局就是这几种吧,我根据我的认识谈一下优劣

如果你观察的仔细的话会发现现在的大中型客机基本上都采用的是下单翼翼吊结构,这说明在一定程度上下单翼翼吊结构是一种比较适合大中型客机的结构。其原因@Daniel 大牛说了很多,我再补充一下:

一、便于维护。由于发动机是挂载在下单翼的下方,离地面较近,并且是单独的短舱,所以对发动机的维护操作会变得比较便利,而且在起动和停车时比较容易观察到发动机的运转状态,如果采用尾撑方式,发动机离地面较远,日常的维护就比较麻烦。

二、重量平衡。对于客机来说,发动机的重量是机体结构中的大头,发动机的位置对飞机的重量分布影响很大,翼吊结构由于把发动机直接放在了提供升力的主翼上,而主翼的位置一般也是机身的中心附近,所以会提供较好的重量平衡,而尾撑把沉重的发动机放在了机身尾部,很容易把飞机“压蹶”,就是沉重的发动机把机头压得翘起来,当年某种俄制的尾撑飞机(似乎是Tu154,不确定)为了解决这个问题在地面空载时要在机头的水舱里加注压载水才能保持平衡,也有的尾撑飞机采用过机尾的支撑杆之类的方法。另外还可以给机翼卸载,就是机翼的升力可以直接加在机翼下的发动机上,而不用通过机翼根部传递给机身了,这样可以简化机体结构。

三、乘坐舒适性。这个是承上条的,由于尾撑结构需要前舱重量产生足够的力矩配平发动机重量,所以前机身要有一定的长度,这就造成了机身细长,机舱狭窄,乘坐舒适性不佳;另一方面由于发动机几乎是紧贴着尾舱,尾舱的震动和噪音也会比较巨大,而翼吊结构则没有这些问题。英国的翼根结构也存在突出的噪音和振动问题,而且由于发动机紧贴机身,发动机的射流会影响到后机体,似的整个后舱的舒适性都较差。另一方面在机翼和机身之间加一个发动机舱会影响连接部的强度,英国的哈维兰彗星似乎因为这个有过解体的事故。

四、起落架可以采用短设计。这个是给下单翼说的,下单翼由于离地面较近,所以起落架可以设计的短粗,有利于提高起落架强度和降低成本。另外相比上单翼而言下单翼的发动机仓更接近地面,更好维护些

但是下单翼翼吊也不是没有缺点,正如上面的大神们提到的,发动机离地太近了,所以有时需要机翼上反或者改变发动机舱形状来避免与地面的磕碰,另外发动机离地太低也会比较容易吸入异物甚至是地勤人员,所以会在条件恶劣的野战机场起降的军用运输机一般是上单翼翼吊,而客机一般都会在条件比较好的空港起降,所以可以用下单翼翼吊。而小型的商务机因为太小了,翼下空间不够所以一般是尾撑。


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16楼wfyel

楼主别忘了还有原苏联的伊尔62,4台发动机挂在屁股两侧,为了在地面保持平衡状态,不得不向机身内注水。

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