دانشآموزانی که اغلب در هواپیما پرواز میکنند باید این تصور را داشته باشند که برخی از موتورهای هواپیما به بالها آویزان شده و برخی روی باسن نصب شدهاند. آیا می توان آن را به طور معمول ترتیب داد؟
در واقع، موتورهای هوا نه تنها از نظر عملکرد، بلکه در محل نصب خاص نیز متفاوت هستند. به طور کلی، موتورهای جت علاوه بر طرح آویز بال معمولی، دارای طرحبندی ریشه بال، آویز دم و آویز بال هستند.
طرح آویزان بال
بیایید با رایج ترین طرح تعلیق بال شروع کنیم. این طرح ابتدا بر روی بمب افکن ظاهر شد و بعداً در هواپیمای 707 که به بوئینگ کمک کرد پایه و اساس غول صنعت را ایجاد کند، به کار گرفته شد. پس از تصویب، این طرح بدون تردید به جریان اصلی تبدیل شد. دلیل محبوبیت آن این است که مزایای زیادی دارد. اول از همه، این طرح برای استفاده از وزن موتور برای جبران بخشی از پیچش در اتصال بین بال هواپیما و بدنه، که نقش مهمی در "تخلیه بار" ایفا می کند، مناسب است.
در طول پرواز، هواپیما برای ایجاد بالابر به سمت بالا به بالها تکیه میکند، در حالی که بدنه سنگینتر نیروی گرانش زیادی به سمت پایین ایجاد میکند. به این ترتیب، در محل اتصال بین بال و بدنه، بالابر ایجاد شده توسط بال و گرانش ایجاد شده توسط بدنه، نیروی پیچشی بزرگی را تشکیل می دهند و ریشه بال را به مهم ترین بخش ساختار هواپیما تبدیل می کند. اگر یک موتور بسیار سنگین را زیر بال آویزان کنید، می توانید مقداری از وزن را روی بال تقسیم کنید که به تعادل گشتاور در ریشه بال کمک می کند.
آویزان کردن موتور زیر بال نیز باعث کاهش ناراحتی ناشی از سر و صدا می شود. زمانی که هواپیما در حال پرواز است صدای موتور بسیار بلند است که حس بسیار پر سر و صدایی را برای مسافران در نزدیکی قسمت موتور به ارمغان خواهد آورد. محیط آرام کابین یک معیار مهم برای اندازه گیری راحتی یک هواپیما است. به همین دلیل، طراحان هواپیما تصور می کنند که اگر موتور زیر بال آویزان شود، نه تنها بال می تواند مانعی در برابر صدای موتور ایجاد کند، بلکه می تواند موتور را تا حد امکان از بدنه دور نگه داشته و در نتیجه کاهش یابد. تاثیر نویز
علاوه بر این، آویزان کردن موتور در زیر بال دارای مزایای زیر است: موتور به زمین نزدیک تر است و تعمیر و نگهداری و تعمیر و نگهداری را آسان تر می کند. موتور نصب شده در زیر بال به مرکز ثقل هواپیما نزدیک تر است و کنترل هواپیما را آسان تر می کند. بزرگ، بنابراین افزایش یا کاهش تعداد موتورهای معلق زیر بال ها نسبتاً آسان است.
آویزان کردن موتور در زیر بال فقط به این نیست که آن را به طور معمولی قرار دهید. باید به طور جامع عوامل مختلفی مانند مقاومت و جریان هوا در طول پرواز را در نظر بگیرد. هواپیماهای هوانوردی غیرنظامی اساساً بال پایین هستند. در این حالت، طراح هواپیما باید اطمینان حاصل کند که موتور معلق در زیر بال نمی تواند خیلی به زمین نزدیک شود تا از مکیده شدن موتور توسط زباله های روی زمین و آسیب دیدن آن جلوگیری شود.
چیزی که ما معمولاً به آن موتور تعلیق بال می گوییم آویزان کردن موتور زیر بال است، اما یک راه معکوس نیز برای چیدمان موتور در بالای بال وجود دارد. در واقع از این نظر که موتور روی بال محدود به ارتفاع بالای بال نیست و همان اثر تخلیه بار موتور روی بال را دارد، چیدمان موتور روی بال بسیار علمی است. با این حال، هنگامی که موتور بالای بال قرار می گیرد، نمی توان به نقش بال در محافظت از صدای موتور دست یافت. علاوه بر این، چیدمان موتور روی بال، تعمیر و نگهداری موتور را به دلیل موقعیت بالای موتور دشوار می کند. پس از بررسی همه جانبه عوامل مختلف، در حال حاضر تعداد زیادی هواپیما با موتورهای بالدار وجود ندارد.
طرح ریشه بال
طرح بال ریشه یک طرح موتور با سابقه طولانی است. با شروع هواپیماهای اولیه، دنباله دار و Tu-104، طراحان موتورهایی را در ریشه بال نصب کردند. دلیل انتخاب این طرح توسط طراحان این است که می تواند شکل هواپیما را که توسط سه جزء اصلی آیرودینامیکی بال، بدنه و خروجی تشکیل شده است، با کمترین مقاومت در برابر باد حفظ کند. علاوه بر این، از آنجایی که موتور نسبتاً به محور مرکزی بدنه و مرکز ثقل بدنه نزدیک است، هنگامی که یک موتور از کار میافتد، عدم تعادل رانش حاصله نسبتاً کوچک است و کنترل پرواز نسبتاً ساده است. بنابراین، بیشتر هواپیماهای جت اولیه از این طرح موتور استفاده می کردند.
البته این چیدمان محدودیت های آشکاری نیز دارد. طرح موتور ریشه بال باعث می شود موتور به بدنه نزدیک شود. این کار اولا کابین را پر سر و صدا می کند و ثانیا جریان هوای داغ موتور به راحتی باعث آسیب به بدنه می شود. علاوه بر این، این طرح به بال اجازه می دهد تا از ناسل موتور عبور کند و بدنه را به هم وصل کند که طراحی سیستم تحمل نیرو را پیچیده می کند و وزن ساختاری ریشه بال را افزایش می دهد. علاوه بر این، از آنجا که موتور در ساختار بال نصب می شود، سختی تعمیر و نگهداری موتور را افزایش می دهد.
طرح تعلیق دم
طرح دم بالابر به این صورت است که موتور را در دم هواپیما قرار می دهد. اولین هواپیمای جتی که این طرح موتور را اتخاذ کرد، کلیپر بود و بعداً بوئینگ 727 نیز این طرح را پذیرفت.
مزایای این چیدمان واضح است: اولاً هیچ برآمدگی اضافی در زیر بال وجود ندارد که تأثیر غلاف موتور بر روی بالابر و درگ را کاهش می دهد. دوم، هیچ نیاز سفت و سختی برای فضای زیر بال وجود ندارد و طراح می تواند ارتفاع ارابه فرود را کوتاه کند و ساختار را ذخیره کند. حتی کلاس اقتصادی بالا که در جلوی بدنه قرار دارد. چهارم اینکه قطر موتور محدود به فضا نیست و می توان از موتوری با نسبت بای پس بسیار بزرگ استفاده کرد. پنجم، به دلیل فاصله کم بین موتورها، زمانی که یک موتور از کار بیفتد، تأثیر آن بر انحراف هواپیما بسیار کمتر از طرح آویزان زیر بال است.
این چیدمان همچنین دارای معایبی است، مانند از بین بردن اثر تخلیه موتور روی بال. طرح موتور دم به یک دم سطح بالا نیاز دارد و ساختار عمودی باید در طراحی مدل تقویت شود. تعداد موتورها را نمی توان به دلخواه کم یا زیاد کرد.
چیدمان "Wing Crane plus Tail Crane".
طرح موتور "بال جرثقیل به علاوه دم کرین" را می توان در برخی از هواپیماهای با 3 موتور مشاهده کرد. در میان آنها، شاخص ترین آنها هواپیماهای خطوط هوایی دوربرد DC-1 و MD-11 هستند که توسط مک دانل داگلاس تولید شده اند. در ابتدا، ایدئولوژی راهنمای اتخاذ این روش چیدمان موتور، نصب یک موتور در دم برای افزایش قدرت هواپیما و افزایش فاصله پرواز بود. این طرح موتور "جرثقیل بال و جرثقیل دم" با افزایش محبوبیت بالا بردن موتور ثانویه هواپیماهای غیرنظامی به تدریج حذف شده است.
