ARJ21为什么发动机挂屁股上?

ARJ21为什么发动机挂屁股上?看世界上大多数客机运输机发动机不都是挂在翅膀下面,发动机挂在屁股上面有什么好处?

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ARJ21

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伊尔76

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安148和ARJ21同样属于支线客机

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波音737

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日本设计的支线客机

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个人观点,分两个层面来说,一个是目前状况,一个是对于长远发展的局限性。


1、下单翼加尾吊布局应该说对于ARJ-21这种支线客机来说,应该是很合适的。在支线客机这种具体条件下,以有限的载油量和较小的发动机推力来获取最大航程和最大经济性角度而言,完全是很理想的设计。可以参考一下波音733(738-300型,也就是波音商用客机常见最小的型号的图片,网上有的是,恕我不贴了)。随便找一张图就可以看出来,733为了能够使翼吊发动机适应机身高度,硬生生地把发动机整流罩下半边给挤成了扁平形状,整个发动机进气口都快挤成了圆角三角形,就是为了避免发动机进气道下端过低吸入杂物,以及避免整流罩过低造成擦地。

其实严格来讲,这种整流罩形状明显是折衷方案,为了发动机系的安全性,只好委屈整流罩底部扁成那个样子。其实有两种办法也可以解决这个问题,一是加高起落架,但是过高的起落架,对于飞机起降过程中的重心稳性是极大的危害。可以参考安225,或者美军C-130,由图片可见,这两型飞机起落架极短,几乎都是肚皮挨着地,越是重型飞机,越追求降低重心,以保证重荷载下飞机能够平稳起降,否则,起降时过高的重心,会让飞机稍遇一点点侧切风,就会侧倾而造成严重的事故。二是抬高机翼,让发动机能够获得更大的垂直空间。这又产生了一个噪音问题。我们可以参考几乎所有的商载客运型飞机(多用途型不算数),几乎没有采用上单翼加翼吊发动机的布局,原因很简单,这种布局下,发动机就在客舱窗外水平位置,也没有下单翼布局中机翼对发动机噪音的阻隔,客舱中后段噪音几乎根本无法忍受。相对之下,倒是那些C-10、C130、安225、B-52等等这些根本不考虑载客舒适性的大型运输机,普遍采用了上单翼加翼吊发动机的布局,既给发动机留出足够垂直空间,又能够降低起落架高度,完全满足了用途要求。



2、从长远发展的角度讲,我倒是认为,目前的动力布局,对于以后国产大飞机向干线长途客机发展的道路是一个阻碍,或者说是一个走错路的诱因,至于走不走错路那是取决于型号决策者的事了。

从目前商载客机布局的发展趋势来看,除非气动理论有一个很大的飞跃,否则,很长一段时间内,商载客机的布局还是会以下单翼加翼吊发动机的布局为主。目前世界上中、大型商载客机及一些其他用途的重型飞机的动力布局无一采用尾吊方案,而无一例外地使用翼吊方案,如前面提到的波音733、波音的737、747、757、767、777及最新的787等全系列,空客的310、320直至380全系列,以及所有全部的原产用途货机/运输机(图系列客改货的不算),全部采用了翼吊方案,因为尾吊布局相对翼吊布局来说,对配载平衡的敏感性太强,于运输安全是非常不利的。在小型支线客机或者商务机机型中,较少的载客对于配载平衡还不是太明显,而尾吊飞机运载量越大,对配载平衡精度和稳定性要求就越高,对于货舱和行李舱配载就越麻烦。所以重型飞机几乎无一例外地都放弃了尾吊方案而采用翼吊方案。


可是,我们知道,出于可靠性要求,飞机型号的发展一般带有很大的继承性,最近CCAV播过J-10总师的访谈,宋总就很明确地讲,一般来说,新型号飞机采用的新材料、新技术、新构型一般都不超过原型机的30%。可是,如果我们以后发展更大的干线客机或者重型飞机,如果沿用尾吊布局,那无疑是于市场前景非常不利的,从技术角度讲也非常不合适。可是,如果布局再另起炉灶改为翼吊方案,那在气动布局、结构可靠性等方面就无疑于推倒重来,不仅继承性大打折扣,目前现有成熟的气动布局设计方案也几乎无所借鉴,而且在适航证等很多很多国际认证方面会有极大的麻烦,相当于重来一遍。




那么,我们以后发展的道路是追求良好的市场前景,而对气动布局推倒重来,形成中小飞机尾吊、大飞机翼吊的双重布局?还是发展“有中国特色的尾吊大飞机”??


这对于决策者来说,是一个大问题。。。

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