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航空發動機艙於航空器上之位置,與航空器設計上之操作用途有很大的關係。而發動機艙位置之選擇,須一併考慮航空器之氣動力設計與所選擇之發動機型式。發動機是選擇渦輪扇、渦輪噴射、渦輪軸、活塞空冷、活塞液冷等型式,發動機位置之選定須考慮維修的便利性。

壹、發動機艙於機身內
此類設置方式可避免發動機艙產成之額外阻力,再加上滾轉慣性力矩集中,可使飛機本身靈活的滾轉,對追求設計上極限性能之戰機而言,可說是最佳選擇。至於設計為匿蹤構型的飛機,為避免發動機艙設計上的麻煩,也傾向採用此種方式。此種方式唯一的缺點是機身內除內置油箱與起落架艙等次系統外,無法再安排武器艙(或縮小武器艙)之位置與尺寸。因此在大型軍機(如轟炸機及運輸機)設計上此類設計極少採用,且進氣或冷卻道之設計不易整合。此類設置方式又可細分為以下四類方式:

一、發動機艙於機身前段
此為在活塞發動機時代常用之設置方式,目前仍舊有飛機採用如此設計,如美國的民用私人飛機及採用渦輪軸發動機之雷神(Rytheon)T-6A初級教練機。而採用噴射發動機艙於機首的飛機有俄國之翼地效應載具採用。此種方式使發動機之推進氣流不受機身干擾,且可將推進氣流吹到機翼增加升力(裏海怪物採用此方式),而前拉式之螺旋槳尚可協助發動機散熱。缺點是機首截面積可能過大而增加摩擦阻力,尤其是選用活塞空冷式發動機的飛機。且飛行重心集中在前機身,重心附近塞滿發動機相關的設備,油箱位置就往後方移動,但俄國之翼地效應載具多為大型化,故航程相當長。

故選用此類發動機艙位置的飛機,飛行半徑不長,於1950年代起飛機設計逐漸不採用此類設計。飛行重心在前機身可使尾翼力矩拉大,以調整不穩定的前機身,故早期飛機垂直安定面與水平安定面之設計都很小。

二、發動機艙於機身中段
少數螺旋槳飛機採用此類發動機艙位置之設計,目的是將飛行重心往後移,以便於機體內增設裝備。或是或減少機首截面積降低阻力,或是考慮保護發動機,但缺點是活塞發動機之傳動軸會過長,使得維修上有些不易及麻煩。如1940年代之貝爾(Bell)P-36/39系列戰機,活塞液冷發動機裝置於機身中段可減輕對重心的影響。

現代航空器的設計有選擇將發動機艙位置設於機身中段之方式,像是1950年代的活塞氣冷發動機直昇機與目前仍在服役的英國航太(BAE)的獵鷹(Harrier)垂直起降攻擊機,與美國新一代的洛馬(Lockheed Martin)F-35C垂直╱短場起降戰機。在垂直起降航空器方面,因飛行重心與推力重心相同,故裝置可轉動噴嘴渦輪扇發動機之艙位設計(或舉升發動機)只能如此選擇。此類設置方式又可細分為以下兩類方式:

1.發動機艙於機身中段下方
而選用噴射發動機之發動機艙於機身中段下方,做此類設計的代表作有瑞典紳寶(SAAB)JA-29及俄國雅克列夫(Yakovlev)Yak-15/17/25系列。尤其Yak-15/17/25系列極具代表性,因為了趕生產進度,於Yak-3系列螺旋槳戰機之機身下裝上一具噴射發動機,原來活塞發動機之位置修改為進氣道,從飛機後方之角度看來,看不出是架噴射機。而缺點同前項,但優點為推進效率高。

2.發動機艙於機身中段上方
目前以直昇機採用此類發動機艙設置方式為最多,主要是以載物空間與動力輸出之力距為考量,如此機身下方可做為貨艙及駕駛艙,位置為機身中段上方偏前。此類設計的代表作有美國貝爾UH-1休伊(Huey)通用直昇機系列,進行發動機維修時雖要爬上爬下,但實在為直昇機動力安排上之最佳方式。

三、發動機艙於機尾段
在1915年代之戰機有部份採用此類設計,主要是為了瞄準與射擊方便,並不致打壞位在前方之螺旋槳,但推進效率及活塞氣冷發動機之冷卻效果不佳,很快就被淘汰了。於1940年代末期是為減少波阻力,以增加內載燃油與彈藥,如納粹德國空軍多尼爾(Dornier)Do-335攔截機即是代表作,但機身前段大,垂直安定面要加大面積,方能配平。

但此方式用在裝置噴射發動機之商用機上,除了要向後噴氣、降低波阻力,也是要降低客艙內的噪音,並為商用機製造廠設計人員常用之方式,代表性機種有洛克希德(Lockheed)L1011三星式廣體客機,請注意其2號發動機就是於機尾段之發動機艙內。
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    liu08222000 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()