После появления реактивных двигателей перед инженерами появилась другая проблема – сопротивление воздуха. Одним из способов преодолеть её была новая компоновка самолёта, в которой двигатели размещали прямо внутри крыла. Решение было идеальным – обтекаемая форма, минимум выступающих деталей и хороший баланс. Правда, в современных самолётах почему-то так не делают, и вместо этого вешают двигатели просто под крылом.
1. Зачем двигатели размещали внутри крыла
Турбореактивные двигатели конца 1940-х и начала 1950-х годов сильно отличались от современных: они имели сравнительно небольшие размеры, а создаваемая ими скромная тяга никак не вязалась с их прожорливостью. Поэтому у инженеров и появилась мысль вместить их прямо в крыло. Во-первых, диаметр двигателя был небольшим, и крыло не пришлось бы делать намного толще. Во-вторых же, это давало несколько дополнительных преимуществ, например, можно было убрать выступающий далеко за корпус двигатель, который сам по себе лишь увеличивал сопротивление. Дополнительный прирост к скорости тогда был совсем не лишним.
Ещё одним бонусом был прочность всей конструкции. Двигатели встраивались в силовую конструкцию крыла, и конструкторы могли спокойно убрать подвесные пилоны, сместив дополнительный вес ближе к фюзеляжу и убрав таким образом лишнюю нагрузку. К тому же самолёты строились не только для гражданских авиалиний, но и для военных, а здесь требования к скорости и высоте полёта заставляли делать компоновку более компактной. Фактически вместить двигатели в крыло было удобным и универсальным способом строить самолёты любого назначения.
2. Реализация для военных и гражданских
Одним из самых известных и, надо сказать, красивых самолётов с подобной компоновкой был реактивный авиалайнер de Havilland Comet. Двигатели в нём полностью встроили прямо в крыло, их разместили близко к фюзеляжу, а воздухозаборники вывели на переднюю кромку. При этом двигатели лишь немного выступали над поверхностью, а само крыло получилось аккуратным и обтекаемым.
Аналогичную компоновку использовали в советском лайнере Ту-104, который построили из бомбардировщика Ту-16. Здесь двигатели встроили в силовую конструкцию: конструкторам так проще было переделать военный самолёт в коммерческий авиалайнер без радикального изменения изначальной схемы.
В некоторых боевых самолётах тоже использовали аналогичную компоновку. К примеру, в британском истребителе Gloster Meteor, но здесь имеется и серьёзное отличие. Двигатели этого истребителя находятся в собственных гондолах, а те уже встроены в крыло и являются частью его конструкции. Несмотря на это различие, схемы похожи и по своей сути почти идентичны. В итоге эти и аналогичные им самолёты были новым взглядом на авиацию и могли превратиться в стандарт на долгие десятилетия. Но не сложилось.
3. Новая конструкция – новые трудности
Правда, с этими самолётами, построенными по фактически экспериментальной технологии, возникли совершенно неожиданные проблемы. К примеру, сложность обслуживания двигателей поднялась на совершенно новый уровень. Поскольку их спрятали в корневой части крыла, их ремонт и замена превращались в большую проблему: для этого нужно было частично разобрать крыло, а значит, самолёт долгое время стоял без дела. С двигателями в отдельных гондолах всё было гораздо быстрее и проще, к тому же их можно было заменить на новые большего размера.
В производстве эти самолёты тоже были сложнее. Из-за внутреннего расположения двигателей на внутренние части крыла приходилась повышенная нагрузка, оно подвергалось нагреву и сильным вибрациям. Конструкторам пришлось тщательно прочитывать эти воздействия и усиливать конструкцию соответствующим образом: именно здесь находились топливные баки и механизмы, а их повреждение могло повлечь за собой катастрофу. С ужесточением требований к авиалайнерам всё это превращалось в большую проблему.
4. Окончательное расположение – под крыло
Уже ближе к концу 1960-х годов мощность реактивных двигателей выросла, а значит, их размеры тоже увеличились. В турбовентиляторных силовых установках стали использовать двухконтурную схему, а диаметр переднего вентилятора вместе с габаритами стал больше. Внутри крыла подобное уже просто не помещалось, для этого нужны были слишком радикальные изменения в конструкции самолёта. С другой же стороны, новый двигатель отлично помещался в отдельной гондоле, причём ценой гораздо меньших усилий.
Ещё серьёзнее была разница в обслуживании: при необходимости двигатель под крылом можно было снять целым блоком, а вместо него сразу же смонтировать новый. Времени и сил на это требовалось гораздо меньше, ремонт стал проще, а модернизация быстрее. Так было гораздо удобнее. К тому же подвесные моторы куда лучше вписывались в требования безопасности. В случаях, если в полёте происходила авария, а двигатель фактически разваливался на части, это никак не задевало крыло. Оно оставалось целым, и на оставшихся моторах самолёт вполне мог совершить безопасную посадку. Если же мотор был утоплен в крыло, шансов на посадку у самолёта оставалось гораздо меньше.
В итоге двигатель в отдельной гондоле со временем превратился в стандарт, а само крыло серьёзно изменилось под влиянием высоких технологий. Оно стало гибким и прочным.
Источник: https://novate.ru/blogs/200226/76232/