Забытая схема: почему двигатели перестали прятать в крылья самолётов ( 5 фото )

Забытая схема: почему двигатели перестали прятать в крылья самолётов

На заре реактивной эры авиаконструкторы пробовали самые разные подходы к созданию летательных аппаратов. Они экспериментировали с аэродинамическими формами, местом установки силовых установок и базовыми принципами проектирования. В то время ещё не существовало устоявшегося представления об оптимальной компоновке лайнера. Одной из таких ранних идей стало размещение реактивных двигателей непосредственно в толще крыла. Куда завела эта задумка и по каким причинам её оставили — об этом далее.

Подобное решение было реализовано, к примеру, на de Havilland Comet — первом в мире пассажирском реактивном самолёте. Аналогичную схему применили и в советском Ту-104. На чертежах это смотрелось элегантно: чистое крыло без выступающих элементов, сниженное лобовое сопротивление и, как следствие, потенциально более высокая скорость.

Однако спустя несколько десятилетий от этой концепции практически полностью отказались. Ирония в том, что главной причиной стал технический прогресс.

Первые реактивные двигатели были достаточно компактными и не очень мощными. Их действительно можно было утопить в конструкцию крыла. Но с развитием технологий появились турбовентиляторные двигатели — те самые массивные агрегаты с огромным вентилятором в передней части.

wikipedia

Взгляните на современный Boeing 737 или Airbus A320 — диаметр их двигателей уже превышает толщину крыла. Физически встроить такой агрегат внутрь невозможно, если только не делать крыло невероятно толстым и тяжёлым.

А увеличение массы — это всегда минус: больший расход горючего, сокращение дальности полёта и рост стоимости перелёта для пассажира.

Есть ещё один нюанс, неочевидный для непрофессионала: крыло — это не просто поверхность для создания подъёмной силы. Внутри него проходят топливные магистрали, расположены баки, силовой набор и элементы управления. При размещении там двигателя начинается настоящая борьба за полезный объём.

В результате конструкторам приходится либо уменьшать запас топлива, либо значительно усложнять конструкцию. Оба варианта негативно сказываются на общей эффективности воздушного судна.

wikipedia

Именно поэтому более поздние модели, такие как Boeing 707, уже получили силовые установки, подвешенные на пилонах под крылом. Это освободило внутреннее пространство и сделало конструкцию проще.

Неожиданное преимущество подвесной схемы

Любопытно, что вынос двигателя под крыло принёс дополнительный, неожиданный плюс.

В полёте крыло изгибается вверх под действием аэродинамических сил. Тяжёлый двигатель, висящий снизу, действует как противовес, частично гася этот изгиб. Как следствие, само крыло можно сделать легче, что напрямую ведёт к экономии авиатоплива.

wikipedia

Авиация — это ещё и вопрос экономики. Самолёт должен быстро проходить обслуживание между рейсами.

Представьте: двигатель спрятан внутри крыла. Чтобы получить к нему доступ для ремонта или замены, необходимо разбирать часть конструкции. Это долго, сложно и дорого.

А теперь посмотрите на современные лайнеры. У того же Airbus A320 двигатель находится снаружи. Его можно демонтировать и установить новый за сравнительно короткое время. Для авиакомпаний это принципиальная разница в эксплуатационных расходах.

Фактор безопасности

Вопросы безопасности также сыграли свою роль.

Если двигатель выйдет из строя или возникнет пожар, гораздо лучше, чтобы он был вынесен за пределы основной конструкции. Встроенный агрегат при аварии может серьёзно повредить силовые элементы крыла или находящиеся рядом топливные баки.

Таким образом, современные схемы оказались не только более практичными, но и более безопасными в нештатных ситуациях.

wikipedia

Интересно, что инженеры экспериментировали не только с расположением «в крыле» и «под крылом».

Например, у McDonnell Douglas DC-9 и советского Ту-154 двигатели размещались в хвостовой части. Такая компоновка тоже имеет преимущества — меньший шум в салоне и аэродинамически чистое крыло.

Но у неё есть и свои недостатки: сложнее центровка, повышенные нагрузки на хвостовое оперение, более трудоёмкое обслуживание. В итоге и эта схема уступила лидерство подкрыльевому расположению.

Впрочем, сама идея интеграции двигателей в планер не канула в лету окончательно.

В современных экспериментальных проектах, особенно в концепциях летающего крыла, конструкторы вновь пытаются встроить силовые установки в корпус. Но теперь это делается с применением совершенно новых материалов и технологий.

Под крылом или в хвосте? Какая схема кажется вам лучше?

Материал взят: Тут