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為什麼波音飛機發動機屁股後面有鋸齒邊,空客卻沒有?

作者:厲兵,部分素材來源於網路

全文共1214字,閱讀需要2分鐘

在我們印象中,大多數飛機發動機屁股後邊都是乾乾淨淨整整齊齊的,比如,我們常見的GE和羅羅的發動機都是如此。

但是在波音787上,我們卻發現,無論是搭載GENX發動機還是羅羅遄達1000TEN發動機,在發動機的整流罩上都有一圈V形的鋸齒邊。據了解,該技術是波音、通用電氣和美國國家航空航天局共同開發,作為一種新技術的出現,這種設計已被波音申請了專利。

GENX發動機

遄達1000發動機

發動機後邊有鋸齒並不是新鮮事,但第一次被人熟知,並成為客機的標誌,那就是波音787。波音最早試用鋸齒邊並不是波音787,而是波音777。在波音787上大規模應用取得成功效果後,又反推到波音747-8和波音737MAX上。

波音新一代飛機全用了鋸齒邊

發動機的整流罩後邊有鋸齒,主要作用是降低噪音,也能稍稍提高效率。之所以設計成鋸齒狀,有飛機製造商的功勞,更多的是發動機製造商的功勞。

在飛機起飛和進近階段,解決飛機(發動機)噪音尤其重要,因為它會影響機場周圍地區以及地勤人員。自(失敗的)SST計劃以來,噴氣雜訊的降低一直是民用飛機製造商的重點領域之一。

原理是這樣的:

現代客機使用的都是渦扇發動機,大家從前面看能看見風扇葉片。在葉片之後發動機實際上是兩個筒子組成的,大筒套小筒,小筒裡面有燃燒室。從風扇吹進來的氣流分兩路,一路流經小筒子跟燃油混合燃燒膨脹做功,另一路從大筒子不燃燒就出去。兩部分都會產生推力。

而兩路氣流在發動機尾部會混合在一起,形成的亂流是發動機噪音的主要來源。鋸齒邊能增大亂流與外界空氣的接觸面積,有利於降低噪音並提高效率。波音還認為鋸齒邊有利於為機身減重,這不是減在發動機上,而是機身可以少用點隔音材料。

實際上就是在通過發動機外部(風扇二次流動)的空氣與外部流動之間以中間速度形成另一層流體,因此性能的跳變較小,湍流減少,聲音更加平靜。

在此之前,在波音飛機上也有類似的設計來減少噴氣噪音。

勞斯萊斯康威(如在波音707中使用)有一個扇形排氣其改善噴射混合併降低排氣噪音的設計。這種設計的較低排氣速度有助於降低噪音。在開發時,工程師們期望發動機安裝在機翼的根部,然而,涵道比比例僅為0.25。

波音737-100的JTD-8也採用了類似的消聲器設計:

但是從效果來看,確實是能減少一點噪音,但是並不明顯。

相對於波音對鋸齒邊的偏愛,空客卻沒有顯示出特別大的熱情。

空客的一部分A321飛機發動機尾噴管也用了鋸齒邊,外殼並沒有使用

目前而言,空客認為自己的A350飛機已經相當靜音,沒必要跟發動機廠商羅羅一起,搞個鋸齒邊。還有個可能的原因是空客A350是後發機型,為了追趕波音787的進度,沒有精力和時間對鋸齒邊作特別優化。

空客和羅羅認為TRENT XWB已經非常安靜了

據體驗過兩款飛機的朋友而言,坐過這兩種機型的各個座位,主觀感覺差不太多,可能用儀器才能測量出差異。


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