Каковы преимущества/недостатки двигателей, установленных в фюзеляже (например, в большинстве истребителей), по сравнению с двигателями, установленными на крыле/фюзеляже?

В конструкции большинства современных реактивных истребителей их двигатель (двигатели) встроен в фюзеляж, в то время как в большинстве других средних и больших самолетов они устанавливаются либо под крыльями, либо в задней части фюзеляжа.

Каковы преимущества и недостатки размещения реактивных двигателей в фюзеляже по сравнению с двигателями, установленными на фюзеляже или крыльях самолета?

Преимущества и недостатки по сравнению с чем? Ранние поршневые военные самолеты? Пожалуйста, отредактируйте свой вопрос, чтобы мы могли дать вам тот ответ, который вы ищете.
Преимущество установки двигателей на крыле состоит в том, что при этом освобождается пространство фюзеляжа для груза, будь то коробочный или самозагружаемый.

Ответы (4)

Ответ - инерция крена .

Истребителям нужно быстро маневрировать, и одним из важнейших параметров является скорость крена. Для быстрого достижения высокой скорости крена полезен низкий момент инерции в качке. Размещение двигателей на крыле увеличило бы инерцию по крену без особой пользы в воздушном бою.

Установленные на крыле двигатели можно найти только в конструкциях, оптимизированных для максимальной скорости, таких как P-38 или YF-12 . Даже Ме-262 изначально проектировался с фюзеляжными двигателями, отсюда и треугольное поперечное сечение фюзеляжа. Только когда двигатели увеличились в диаметре во время разработки, их пришлось перенести на крыло.

Недостатки фюзеляжных двигателей:

  • Хуже доступность для обслуживания.
  • Разработка вариантов с другим двигателем стоила гораздо дороже.
  • Возгорание двигателя или потеря лопасти турбомашины представляют гораздо большую угрозу для конструкции.
  • Отсутствие снижения изгибающего момента или демпфирования флаттера крыла.
  • Сложная геометрия воздухозаборника с разделительной пластиной пограничного слоя , если воздухозаборник не находится в носовой части фюзеляжа. Потребность в воздухе двигателей с высокой степенью двухконтурности вызывает большие потери при боковом впуске.

Обратите внимание, что на сверхзвуковой скорости двигатель действительно может выиграть от близости фюзеляжа: предварительное сжатие носовой части фюзеляжа F-16 или Dassault Rafale помогает увеличить тягу, особенно когда это наиболее необходимо на больших углах атаки (хорошо). , те относительно большие углы в сверхзвуковых разворотах, то есть).

Преимущества фюзеляжных двигателей:

  • Низкий момент инерции в крене.
  • Меньшая общая площадь поверхности, следовательно, меньшее сопротивление трения по сравнению с двигателями с гондолами.
  • Предварительное сжатие носовой части фюзеляжа можно использовать для увеличения сверхзвуковой тяги.
Добавлю в список минус, сложность замены двигателя на другую модель. По мере старения самолета обычно обновляются новыми двигателями и электроникой. Более новая электроника часто меньше по размеру и потребляет меньше энергии, поэтому эти обновления редко вызывают проблемы. Однако новые модели двигателей должны помещаться в очень ограниченном пространстве, а не висеть на крыле и не волочиться по земле. Преимущество - скрытность. С более плавным контуром легче свести к минимуму отражение радара.
@MacGuffin Правильно, и это было особенно тяжело для британских и российских конструкций с двигателями, установленными в корне крыла (Комета, Ту-104, Виктор, Валиант). Первый реактивный двигатель с двухконтурностью (RR Conway) имел степень двухконтурности 0,25, чтобы он подходил для существующих самолетов.

Преимущества размещения в фюзеляже:

  • низкое сопротивление, что позволяет достигать высоких скоростей

недостатки:

  • сложная установка (поэтому больше времени уходит на обслуживание)
  • много шума
  • нет гибкости в установке двигателя (вы не можете легко обновить самолет новым двигателем большего размера)
  • много места занимают двигатели и воздуховоды
  • ограничения по центру тяжести (тяжелый двигатель сзади, много пустых воздуховодов перед двигателем)

недостатки двигателей под крылом:

  • на самолетах с низкорасположенным крылом (например, чтобы кессон крыла проходил под кабиной) нужно более длинное шасси
  • большее сопротивление из-за дополнительной лобовой площади

Большинство истребителей работают с гораздо меньшей степенью двухконтурности, чем коммерческие самолеты. При малой степени двухконтурности и высоких скоростях лобовое сопротивление важно, и просто эффективнее встроить двигатель в планер. При высоких коэффициентах двухконтурности двигатель представляет собой большой узел, который трудно встроить.

А-10 имеет раздельно-гондолные двигатели, при этом являясь боевым (штурмовым) реактивным самолетом. У очень большого Конкорда гондолы были заподлицо с фюзеляжем. И то, и другое было компромиссом, и в этом случае сверхзвуковой полет требует уменьшения поперечного сечения.

Вы уверены в расположении двигателей Конкорда? Они по-прежнему находятся в мотогондолах, но крепятся непосредственно к нижнему крылу.
Если бы вы упомянули XB-70, а не Concorde, вы были бы почти правы.
@PeterKämpf Правильно, гондола, но не на пилоне.

Вы можете заметить, что основное различие между двумя классами самолетов, которые вы упомянули, заключается в максимальной расчетной скорости полета. Чтобы обеспечить сверхзвуковые характеристики, соображения низкого сопротивления, такие как правило площади, легче выполнить с двигателями в фюзеляже. Также применяются минимизация радиолокационных отражений, выдерживание высоких перегрузок и других эффектов. Истребители также меньше и легче, чем многие средние или большие самолеты.

А как же B-58 Hustler?
Как и XB-70A или SR-71, это не «реактивный истребитель», как описано в исходном вопросе. Мой первоначальный ответ включал все три в качестве исключений, но я удалил это. Впрочем, хорошая мысль, Питер!
Каковы преимущества/недостатки двигателей, установленных в фюзеляже (например, в большинстве истребителей), по сравнению с двигателями, установленными на крыле/фюзеляже?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v