Amplasarea motorului
Dispunerea motoarelor influențează aeronava în multe moduri importante. Siguranța, greutatea structurală, fluturarea, tracțiunea, controlul, ridicarea maximă, eficiența propulsivă, mentenabilitatea și potențialul de creștere al aeronavelor sunt toate afectate.
Motoarele pot fi plasate în aripi, pe aripi, deasupra aripilor sau suspendate pe piloni sub aripi. Acestea pot fi montate pe fuselajul din spate, pe partea de sus a fuselajului sau pe părțile laterale ale fuselajului. Oriunde sunt plasate nacelele, distanțarea detaliată față de aripă, coadă, fuselaj sau alte nacele este crucială.
Motoare montate pe aripi
Motoarele îngropate în rădăcina aripii au o rezistență minimă de paraziți și probabil o greutate minimă. Locația lor interioară minimizează momentul de șuviță datorită tracțiunii asimetrice după defectarea motorului. Cu toate acestea, acestea reprezintă o amenințare la structura de bază a aripilor în cazul unei defecțiuni a discului cu lamă sau turbină, îngreunează maximizarea eficienței admisiei și îngreunează accesibilitatea pentru întreținere. Dacă se dorește un motor cu diametru mai mare într-o versiune ulterioară a avionului, este posibil să fie necesară reproiectarea întregii aripi. Astfel de instalații elimină și clapeta din zona evacuării motorului, reducând astfel CLmax.
Din toate aceste motive, această abordare nu mai este utilizată, deși primul avion comercial, deHavilland Comet, avea motoare montate pe radacini. Figura prezintă cometa 4C ST-AAW a Sudan Airways.
Următoarea figură, din ediția din mai 1950 a Popular Science, arată intrarea unuia dintre motoarele Cometei. "Patru motoare cu turbină sunt așezate atât de aproape de linia centrală încât să planeze, încât chiar dacă două pe o parte sunt decupate, pilotul are puține probleme în a menține un zbor drept și nivelat."
Nacelele montate pe aripă pot fi așezate astfel încât generatorul de gaz să fie în fața distanței frontale pentru a minimiza deteriorarea structurală a aripii în cazul unei defecțiuni a discului sau a lamei. Instalațiile motorului care nu permit acest lucru, cum ar fi aranjamentul original 737, pot necesita o protecție suplimentară, cum ar fi blindarea nacelei, pentru a preveni rezultatele catastrofale în urma defectării paletei turbinei. Aceasta plasează orificiul de admisie cu mult în fața marginii anterioare a aripii și departe de fluxul ridicat de spălare ascendentă din apropierea marginii anterioare. Este relativ simplu să obțineți o recuperare ridicată a ramului în intrare, deoarece unghiul de atac la intrare este minimizat și nu sunt ingerate treziri.
În zilele cu turboventilatoare cu raport de bypass scăzut, s-a considerat rezonabil să lase un spațiu de aproximativ 1/2 din diametrul motorului între aripă și nacelă, așa cum se arată în schița instalației DC-8 de mai jos.
Deoarece raporturile de bypass ale motorului au crescut la aproximativ 6 - 8, acest decalaj mare nu este acceptabil. S-au întreprins lucrări substanțiale pentru a minimiza decalajul necesar pentru a permite motoare cu diametru mare, fără viteze foarte lungi.
.
Abordările actuale de proiectare bazate pe CFD au făcut posibilă instalarea motorului foarte aproape de aripă așa cum se arată în figura de mai jos. 737 a beneficiat în special de motoarele montate îndeaproape, permițând acestui proiect mai vechi de aeronave să fie echipat cu motoare cu un raport de bypass ridicat, în ciuda trecerii sale scurte.
Nacelele laterale trebuie amplasate pentru a evita suprapunerea vitezei induse de la fuselaj și nacelă sau de la nacelele alăturate. Această problemă este și mai mare în ceea ce privește interferența aripă-pilon-nacelă și necesită ca locațiile nacelelor să fie suficient de înainte și de scăzute pentru a evita creșterile de tracțiune de la viteze locale ridicate și mai ales apariția prematură a vitezei supersonice locale. Figura de mai jos de la Boeing arată o parte din dificultatea de a plasa motoarele prea aproape de fuselaj.
Influența poziției nacelei laterale asupra rezistenței la interferență
Structural, locațiile de nacelă exterioare sunt de dorit pentru a reduce momentele de îndoire a aripii în zbor, dar cerințele de fluturare sunt complexe și pot arăta mai multe locații interioare ca fiind mai favorabile. Acesta din urmă favorizează, de asemenea, controlul direcțional după defectarea motorului. În cele din urmă, poziția laterală a motoarelor afectează garda la sol, o problemă de o importanță deosebită pentru avioanele mari cu patru motoare.
O altă influență a nacelelor montate pe aripă este efectul asupra clapelor. Temperatura ridicată, evacuarea „q” ridicată care afectează clapeta crește sarcina și greutatea clapetei și poate necesita o structură din titan (mai scumpă). Implicarea crește, de asemenea, rezistența, un factor semnificativ în performanța urcării la decolare după defecțiunea motorului. Eliminarea clapetei din spatele motorului reduce CLmax. Un compromis pe DC-8 a fost acela de a plasa motoarele suficient de jos, astfel încât eșapamentul să nu lovească clapeta la unghiul de decolare (25 de grade sau mai puțin) și de a proiecta o „poartă” a clapetei în spatele motorului din bord, care a rămas. la 25 grade. când restul clapetei s-a extins la unghiuri mai mari de 25 grade. Motoarele exterioare au fost plasate doar la bordul clapetei pentru a evita orice impact. Pe modelele 707, 747 și DC-10, clapeta din spatele motorului de bord este eliminată și această zonă este utilizată pentru eleronele de bord cu toate turațiile. Astfel de porți de prindere au fost aproape cu totul eliminate pe modele mai recente, cum ar fi 757 și 777.