军用运输机的发动机相对较小,并且安装位置通常靠前,主要是由于以下几个关键因素:
运-20发动机的位置靠前
1. 高效的短距起降能力
运-20发动机的看着小而且长
军用运输机需要在简易跑道甚至未经铺装的地面上起降,因此发动机设计需要满足 高推力、低速运行和短距起降(STOL) 的要求:
短小精悍的运20
- 小直径的高涵道比涡扇或涡桨发动机:相比于大型客机的发动机,军用运输机的发动机一般推力较小,但涵道比较高(或直接使用涡桨),这有助于提供较高的低速推力和燃油效率,使飞机能够在较短的距离内起飞和降落。
- 安装位置靠前,减少外流干扰:发动机靠前安装可以减少与机翼、机身的相互干扰,提高低速升力效果。
2. 提高螺旋桨或喷流对机翼的增升作用
C-5
许多军用运输机(如 C-130“大力神”)使用涡桨发动机,而现代喷气运输机(如 C-17、运-20)使用高涵道比涡扇发动机。发动机靠前的安装方式可以带来以下优势:
- 螺旋桨或喷流增加翼面气流,提高升力:螺旋桨或喷流经过机翼表面时,可以加快气流速度,提高机翼的升力,使飞机能以较低速度飞行和起降。
- 降低失速速度,提高低速操控性:这对于军用运输机来说非常关键,尤其是在恶劣环境下的战术运输任务。
3. 便于地面维护
C-17
- 发动机靠前安装,使得地勤人员在维护和检修时更加方便,尤其是在野战机场或前线临时跑道上。
- 低翼设计配合靠前的发动机位置,减少了维修人员的作业难度,无需额外的维护平台。
4. 机翼结构强度和挂载能力的优化
CF6引擎
- 军用运输机通常采用高翼布局(如 C-130、C-17、运-20),这样可以让货舱更加贴近地面,便于装卸大型货物和军用装备。
- 发动机靠前安装可以让重心更加稳定,同时减少对机翼主梁的弯矩负荷,使机翼结构更加坚固。
5. 保障机身下部空间,便于货物装卸
美国空军的C-17运输机俯瞰
- 发动机靠前,机身下部无障碍:军用运输机需要装载车辆、战车、炮兵装备等大型物资,因此机身下方需要尽量保持通畅,不适合安装发动机(如 A-10 采用机身尾部发动机布局,以腾出机腹空间)。
- 这一设计让机身有更大的地面接近性,使货舱门能够直接接触地面,方便重型装备的装卸。
6. 适应高原和恶劣环境
C-17运输机在野战简易跑道起飞
- 许多军用运输机需要在高原机场(如西藏、新疆等地)或极端环境下运行,发动机需要保证在低气压条件下仍能提供足够的推力。
- 高涵道比或涡桨发动机比起高推力低涵道比发动机,更适合这样的环境,且发动机靠前的设计可以减少进气道受阻的风险,提高运行可靠性。
总结
C-17开启反推力以在跑道上后推时,产生一道可见的涡流
军用运输机的发动机较小,并且安装位置靠前,主要是为了:
- 优化短距起降性能,适应野战机场和简易跑道。
- 提高机翼升力,增强低速飞行和高空稳定性。
- 便于维护,提高战场环境下的可操作性。
- 减少机翼结构负荷,优化飞机的重心和稳定性。
- 保障机身下方空间,方便大件货物装卸。
- 适应高原和恶劣环境,提高运行可靠性。
这一系列的设计考量,使军用运输机能在各种复杂战术环境中高效执行任务。