Những người bay thường xuyên có thể đã quen với thực tế là động cơ máy bay đôi khi được gắn trên cánh và đôi khi trên thân máy bay. Sự sắp xếp này có tùy tiện không?
Trên thực tế, động cơ máy bay khác nhau đáng kể không chỉ về hiệu suất mà còn ở vị trí lắp đặt cụ thể của chúng. Nói chung, động cơ máy bay phản lực, ngoài cấu hình gắn trên cánh-thông thường, còn có cấu hình gắn trên cánh-gốc, đuôi- và gắn trên cánh-đuôi-.
Cấu hình gắn trên cánh-
Hãy bắt đầu với cấu hình gắn trên cánh phổ biến nhất. Cấu hình này lần đầu tiên xuất hiện trên máy bay ném bom và sau đó được áp dụng trên Boeing 707, giúp Boeing thiết lập vị thế thống trị trong ngành. Sau khi được áp dụng, cấu hình này nhanh chóng trở thành xu hướng chủ đạo. Sự phổ biến của nó bắt nguồn từ nhiều lợi thế của nó. Đầu tiên, cấu hình này sử dụng hiệu quả trọng lượng của động cơ để bù đắp một số mô-men xoắn tại điểm nối thân-cánh, đóng vai trò "dỡ hàng" quan trọng.
Trong khi bay, máy bay tạo ra lực nâng hướng lên qua cánh, trong khi thân máy bay nặng hơn tạo ra lực hấp dẫn hướng xuống đáng kể. Điều này tạo ra một mô-men xoắn đáng kể tại điểm nối-thân máy bay cánh, nơi lực nâng từ cánh và trọng lượng từ thân máy bay kết hợp tạo thành một mô-men xoắn đáng kể, khiến gốc cánh trở thành điểm kết cấu nặng nhất trên máy bay. Việc treo các động cơ rất nặng dưới cánh giúp phân bổ một phần trọng lượng lên cánh, giúp cân bằng mô-men xoắn ở gốc cánh.
Việc treo động cơ dưới cánh cũng làm giảm sự khó chịu về tiếng ồn. Động cơ máy bay rất ồn trong suốt chuyến bay, tạo cảm giác khó chịu cho hành khách ở gần khu vực động cơ. Môi trường cabin yên tĩnh là tiêu chuẩn quan trọng cho sự thoải mái trên máy bay. Do đó, các nhà thiết kế máy bay đã hình dung rằng việc treo động cơ dưới cánh không chỉ cho phép cánh hoạt động như một rào cản tiếng ồn mà còn giữ động cơ càng xa thân máy bay càng tốt, do đó giảm tác động của tiếng ồn.
Hơn nữa, việc treo động cơ dưới cánh mang lại những ưu điểm sau: động cơ gần mặt đất hơn nên việc bảo trì, sửa chữa dễ dàng hơn; động cơ gắn dưới cánh gần trọng tâm máy bay hơn, giúp máy bay dễ điều khiển hơn; và do diện tích cánh lớn hơn nên việc thêm hoặc bớt động cơ dưới cánh tương đối dễ dàng. Việc lắp động cơ dưới cánh không phải là chuyện đơn giản; nó đòi hỏi phải xem xét cẩn thận các yếu tố như lực cản và luồng không khí trong suốt chuyến bay. Máy bay thương mại chủ yếu là-máy bay đơn cánh thấp. Trong trường hợp này, các nhà thiết kế máy bay phải đảm bảo rằng các động cơ gắn dưới cánh không quá gần mặt đất để ngăn chặn các mảnh vụn trên mặt đất hút vào và gây hư hỏng.
Mặc dù chúng ta thường đề cập đến động cơ-gắn trên cánh, nhưng chúng thường được gắn dưới cánh. Tuy nhiên, cũng có trường hợp ngược lại, động cơ được đặt phía trên cánh. Trên thực tế, xét từ góc độ động cơ cánh không bị giới hạn bởi khoảng sáng gầm và có chức năng dỡ hàng giống như động cơ cánh, việc bố trí động cơ cánh rất khoa học. Tuy nhiên, khi đặt động cơ phía trên cánh, tác dụng chống ồn của cánh sẽ mất đi. Hơn nữa, vị trí động cơ được nâng cao trong cách bố trí cánh trên khiến việc bảo trì trở nên khó khăn hơn. Xem xét tất cả các yếu tố này, máy bay hiện đang sử dụng cách bố trí động cơ trên cánh không phổ biến lắm. [Quảng cáo: Trò chơi nhỏ-giảm bớt-căng thẳng và gây nghiện, hãy nhấp để chơi! Truyền thuyết về cổ vật - Cỏ-Phiên bản cắt cỏ Tham gia trò chơi nhỏ-]
Bố cục gốc cánh
Cách bố trí gốc cánh là cách bố trí động cơ có ý nghĩa lịch sử. Từ những chiếc máy bay phản lực đời đầu như Comet và Tu-104, các nhà thiết kế đã gắn động cơ ở gốc cánh. Cách bố trí này được chọn vì nó cho phép máy bay duy trì hình dạng, được hình thành bởi ba thành phần khí động học chính: cánh, thân và đuôi, giảm thiểu lực cản. Hơn nữa, do các động cơ nằm gần đường tâm thân máy bay và trọng tâm nên sự mất cân bằng lực đẩy trong trường hợp hỏng động cơ một bên sẽ nhỏ hơn, giúp đơn giản hóa việc điều khiển chuyến bay. Vì vậy, các máy bay phản lực đời đầu chủ yếu áp dụng cách bố trí động cơ này.
Tuy nhiên, cách bố trí này cũng có những hạn chế đáng kể. Bố cục-gốc động cơ ở cánh đặt động cơ gần thân máy bay, dẫn đến tiếng ồn trong cabin tăng lên và khả năng khí thải nóng làm hỏng thân máy bay. Ngoài ra, cách bố trí này yêu cầu cánh phải đi qua vỏ động cơ và kết nối với thân máy bay, làm phức tạp việc thiết kế hệ thống ứng suất và tăng trọng lượng kết cấu ở gốc cánh. Hơn nữa, việc lắp động cơ trong cấu trúc cánh làm tăng khó khăn trong việc bảo trì động cơ. Bài kiểm tra MBTI (Trang web chính thức năm 2025 Phiên bản mới) Xem bài kiểm tra tính cách Qianyingzhi
Bố cục được gắn ở đuôi
Bố cục gắn ở đuôi đặt động cơ ở phía sau máy bay. Máy bay phản lực đầu tiên áp dụng cách bố trí động cơ này là "Crossfire" và Boeing 727 sau đó cũng làm theo.
Ưu điểm của cách bố trí này rất rõ ràng: Thứ nhất, không có phần nhô ra dưới cánh, làm giảm tác động của vỏ động cơ lên lực nâng và lực cản; thứ hai, không có yêu cầu khắt khe về không gian dưới cánh, cho phép các nhà thiết kế rút ngắn chiều cao càng đáp và tiết kiệm trọng lượng kết cấu; thứ ba, nó mang lại một môi trường yên tĩnh và thoải mái hơn cho hạng-hạng nhất, hạng thương gia- và thậm chí cả hạng phổ thông cao cấp nằm ở phía trước thân máy bay; thứ tư, đường kính động cơ không bị giới hạn bởi không gian, cho phép động cơ có tỷ số vòng tránh rất cao; thứ năm, vì các động cơ gần nhau hơn nên tác động của một lỗi động cơ duy nhất lên góc nghiêng của máy bay sẽ ít hơn nhiều so với cách bố trí-gắn dưới cánh. Cách bố trí này cũng có những nhược điểm, chẳng hạn như làm giảm khả năng chịu tải-của động cơ trên cánh; yêu cầu bộ ổn định ngang được gắn-cao cho động cơ gắn ở đuôi{6}}, đòi hỏi các cấu trúc thẳng đứng được gia cố trong quá trình thiết kế máy bay; và hạn chế số lượng động cơ.
Bố cục "gắn trên cánh + gắn đuôi"
