目前的主流大型客機,尤其是寬體客機,發動機都是安裝在機翼的下方,而且靠近飛機機艙,大部分大型運輸機也是如此。這樣設計會讓發動機產生的噪音直接傳給乘客,非常不舒服。難道不能夠將發動機安裝到其它部位上嗎?
寬體客機發動機的安裝位置,是經過一代一代的改良最終得到的結果。我們看到一些戰鬥機的發動機都設計在飛機的尾部,其實可以是說是飛機機身內部了。
這是因為戰鬥機的發動機主要是為了優先效能,都是小涵道比的發動機,進氣道和發動機加起來的長度很大,可能佔據了戰鬥機三分之二的機身長度,因此只有這個位置可以放下。
第一,經濟性
客機的發動機則不一樣,優先的是經濟性,畢竟是用來賺錢的交通工具。客機的發動機放在距離機身較近的機翼下方,一方面是因為機翼上方的氣流不能夠被龐大的發動機阻擋而遭到破壞,這樣會影響給機翼提供升力,所以發動機不能夠放在機翼上方。
第二,機翼強度要求
另一方面,發動機也不能夠放在距離機身很遠的機翼位置上。因為這樣就增加了對機翼結構強度的要求,會增加飛機整體的重量,影響了經濟性。
此外設計在機翼的末端會導致發動機穩定性和效率降級,因為飛機在不同的高度,機翼的角度會發生變化(機翼在空中可不是紋絲不動的,隨著高度會有一定角度的變化)。
發動機懸掛在機翼距離機身很近的部分,可以抵消機翼較長產生的一部分力矩。重量的均勻分佈也能夠讓飛機和發動機的工作更穩定。而且客機的油箱都設計在機翼中,這樣發動機輸油的效率就會更高。
第三,進氣的效率
發動機前方沒有機翼或者其它物體的遮擋和影響,進氣的效率也更高、更穩定,進而提升了發動機工作的效率,我們可以看到發動機的前端一般都會比機翼更突出,因為這樣會避免遭受前緣縫翼和前緣襟翼的影響。
有人說,麥道一些客機或者是一些商務飛機的發動機設計在機身的後方,也就是尾翼的附近,為什麼大型寬體客機不這麼設計呢?之前有過一次空難迫降的例子,可能是這個事件讓設計者更謹慎,改變了發動機的位置。
1991年斯堪的納維亞航空751航班的麥道MD-81飛機,由於機翼結的冰脫落後被吸入發動機,導致兩臺發動機同時失效,幸好飛行員迫降成功,無人傷亡。因此發動機置於機翼後面不僅會遭到機翼氣流的一些影響,還可能會有其它的問題出現。
因此,發動機安裝在這個位置上,是最安全、最穩定、最經濟的優化結果。如果想要設計新的位置,就要重新研究設計很多飛機外形的結構,費時費力,也不會有設計師和製造商想要這麼做。