从一到无穷大?飞机上装几台发动机才够用?哪种飞机发动机最多?
飞机上发动机的数量,一航要根据飞机用途和性能对推力的要求,去匹配当前可用的发动机,不过这是总设计师的活儿。大部分情况下的笼统说法就是:飞机越大、发动机就要越多。道理更像是废话:一台发动机的推力就那么大,要把更大的飞机推着飞起来,也就需要更多的发动机。当然发动机的性能是在不断提升的,不同时期的两种规格差不多的飞机,可能以前的要很多、后来的就要少一些。
四发波音747缓缓飞来↑
单发、双发、四发最常见到的飞机上,一般也就是1台或2台发动机,俗称“单发”、“双发”,大型客机或运输机有的就用到了4台。这三种就不多说了,看图。
F-16这样的轻型战斗机用1台的居多↑
F-5 其实比F-16小,但它的发动机超级mini,于是也用了两台↑
F-15这样的重型战斗机,2台发动机是标配↑
轻型运输机用2台的也很多,安-26↑
重型的就要用4台了,安-124 ↑
中小型通航飞机也大部分是单发或双发
三发三发布局在上世纪60、70年代一度比较蓬勃——第3台一般装在机尾,所以在机背上一般会多一个进气口。比较有名的像英国的“三叉戟”、苏联的图-154等,这两款飞机都曾在我国民航飞过很长一段时间,谁要是坐过这两款飞机可以在下面举个手——大概率非富即贵。
“三叉戟”的尾部↑
我国买的“三叉戟”已经进博物馆了↑
三发布局没有什么特别明显的优势,而在设计、生产、使用过程中有时候比四发还麻烦——想想看把发动机的输油管铺到尾巴上、和铺到机翼下面哪个更方便就知道了,对于民航来说,尾巴中间的那一台在维护时还没那么方便。
图-154,另一款知名三发↑
所以后来到了80、90年代,三发布局就慢慢退出大型客机市场,现在基本都是存货,在产的只有达索还有两款“猎鹰”系列的公务机。另外,加拿大的阿弗罗公司还曾经生产过一种“飞碟”,看起来只有一个大风扇,但实际上那台风扇是被机身内部的3台发动机一起驱动的。
VZ-9,“阿弗罗飞车” ↑
不开玩笑,这货真的能飞……这么高↑
如果把时间线放长一点,活塞时代的三发飞机好像更多,特别是三、四十年代那会儿,英法德意等国都研制了很多三发飞机,这里面意大利参加二战的好多飞机都采用双发布局,一度让我以为三发是意大利的专利。
意大利SM.79,二战期间用途十分广泛↑
六发前面说过,发动机技术水平一直在进步,所以越往前,采用多台发动机的可能性越大——推力不够数量来凑就是这个意思。
美国有三种比较有名的六发飞机,都是轰炸机:四十年代末的B-36和B-47、以及三倍音速的XB-70。B-36是活塞式,虽然当时活塞式发动机已经发展到了极致,但B-36太大、也只好多用几台。这6台发动机上一共有336个火花塞,飞不了多久就要全部换一次,可以想象当年美军地勤嘴里怕是没少叫嚣”伐克“和”席特“——关键B-36为了打苏联还主要部署在阿拉斯加,好在是B-36退的早——被8台发动机的B-52顶了班。
六发版的B-36↑
B-36的活塞式发动机,大家来数缸↑
B-47和XB-70都是喷气式。B-47是初代喷气式战略轰炸机,那时候喷气式飞机推力小,基本一用都是一大堆。后来到XB-70的时候,虽然单台推力有了很大长进,但因为对速度要求太高,也只好往多了装,不过XB-70只生产了两架原型机,没有批量生产,更没有装备美军。
6发的B-47是战略轰炸机,有人开着它钻过桥洞↑
XB-70和6个尾喷口↑
六发里面有个很耀眼的机型——号称世界上最大飞机的安-225,这还是苏联时期的产品,是从四发的安-124改进来的,增加了起飞重量和载货量,相应发动机也从四台加到了6台。安-225创造了大量纪录,可惜的是只生产了一架,更可惜的是就这一架还被俄罗斯给崩了。
安-225,同一架飞机、同一个位置↑
上面这几种飞机墨林以前都专门聊过,读者老爷们如有兴趣可以往前翻翻。其实六发的还有几款,但或者时间太早、或者只有计划之类的,也不多说了。
七发七发的本来没有,但所谓机缘巧合、造化弄机……史上还真一种7台发动机的飞机,是苏联30年代的一款加里宁K-7。这种飞机本来是准备装6台发动机,但飞机太大,于是准备在后机身加两台、变成8台,后来又不知道为什么,变成只加1台,最终就这么成了7台。这种飞机只生产了1架用来试飞,最后还摔了,没有批量生产。
找到K-7的一张模糊照片↑
停在地面上是这个样子↑
八发八发的其实还真不少,最著名的大概就是美国的B-52,这也是目前唯一一种用8台发动机的飞机。B-52和六发的B-47在研制时间上并没有差太远,所以一开始两者发动机总体水平其实差不多,但B-52无论是机体还是起飞重量都比B-47更大更重,发动机更多也就理所当然。
8发的B-52↑
B-52也是著名的长寿机型,从50年代就服役,到现在不但还在飞甚至还是主力。前面说过越到后面单台推力越大,而多台发动机显然会增加系统的复杂度,美国又不缺大推力发动机,所以其实B-52在这么多年多次改版,多次有过换装大推力发动机以减少数量的方案,有的还装上去试飞了,但都因为改动量太大,加上美军又总是想着“再对付几年就退役”,所以8台发动机就一直这么用到现在。
先换一台试试
历史上采用8台发动机,还有休斯的H-4水上飞机,但只生产了一架,基本没飞起来就停了;诺斯罗普有一款YB-49飞翼式飞机,是用YB-35改装的,也只改了2架;苏联30年代还有一架ANT-20“高尔基”号,是当时翼展最长的飞机,也只生产了2架。
H-4只飞了这一次,飞了1600米
YB-49 ,8条烟柱↑
从后面看清楚些↑
这个更清楚↑
九发发动机超过四台还是单数的,其实非常少,刚才七发的就只有一架,九发的按理说是没有,只有一个可以凑数的。美国海军在1918年提出的一个十分超前的计划,准备研制一款装9台发动机的 “巨型船”,最大起飞重量超过31吨,以当时的技术水平,最后造出来了半个机身,好在花钱也不多,只有20万美元。
十发完整意义上的十发飞机只有一种,还是前面提到的B-36。刚才说B-36是六发活塞式,但那时候喷气式发动机已经出来了,所以从D型开始,B-36在每侧机翼的最外侧又增加了一个双联发动机舱,里面并排放了两台喷气式发动机,这样一来它就有了10台发动机,于是美军飞行员给起了个说法,叫“六转四燃”,不过B-36的这10台发动机故障率都挺高,特别是6台活塞式因为散热不好还经常起火或停车,于是还有个更绕口的说法,叫 “2个转、2个烧、2个冒烟、2个打嗝、还有2个失踪了”
十发版的B-36,这货一会还会出现↑
十发还有一个其实也挺有名,只是有些人认为它并不是真正意义上的飞机,而是把它归为船,或者叫“地效飞行器”,就是著名的“里海怪物”。但它的确是在飞、只是飞得不高,离水面只有5-10米,不过它最大起飞重量达到544吨,按飞机算的话在史上仅次于安-225,而且直到它摔了8年后安-225才出来。也正是因为太大,它也只生产了一架,并且出厂后一直在各种测试,并没有真正服役。
“里海怪物”KM,巡航速度430公里/小时,当船有点委屈了↑
十一发十一发的还是B-36。起因还是这货实在大——大就有改装的余地,当时核动力也出现了,大家自然而然想着把核 弹 动力装到飞机上去,美国人就拿B-36改了一架NB-36H,除了刚才提到了六转四燃以外,在机腹里装了一个核反应堆。不过话又说回来,严格来说,整个试飞阶段这个核反应堆都只试验了运转情况,并没有真正用来产生动力,所以这一架实际也是凑数——要不怎么说多台单数发动机基本没有呢。
NB-36H,和上面的十发版其实是同一架↑
NB-36H的座舱,用水泥整体包裹起来↑
十二发十二发投入运行的飞机也只有一款,是德国上世纪20年代研制的一款水上飞机Do X,12台发动机分成6组,两台串列驱动前后两副螺旋桨。这款飞机一共生产了3架,意大利皇家航空公司买走2架、多尼尔留用的一架后来交给德国汉莎航空公司。飞机内部上下共三层,厨房餐厅一应俱全,座椅还可以调成卧铺,在当时是当成“空中游轮”一样的存在。图波列夫也想过要弄一款12发的飞机,但半途而废,没有最后弄出来。
Do X的发动机布置↑
发动机有专门的控制台,一个人肯定忙不过来↑
客舱座椅,带帘子的↑
十四发欧美没有13发的飞机当然不是因为迷信,实在太多了也不好弄。但14发的还真有。这两款都是NASA在上世纪末和本世纪初主持开发的无人机,属于环境研究飞机和传感器技术( ERAST)计划的一部分,主要是为了开发低成本慢速无人机,要求可以在18000 米以上的高度长时间执行任务。这个计划一共诞生了4种无人机,都以太阳能为动力,另外两种分别是6台和8台。
Centurion,太阳能电池驱动14个电机↑
Helios实际和前者是一个计划的不同产物↑
无人机采用多发动机就很多了,有些大的多旋翼,8个支架上装16台电机,看着很唬人,就是续航和载重不可同时细问……还有垂起固定翼飞机,机身上电机也不少,8台10台也不为过,虽然硬件上技术含量不多,但如果飞控软件做得好的也能在一些场景里派上用场。
提到垂直起降还想到了另一个大类,就是50、60年代的那一批喷气式垂直起降飞机,这类飞机很多是采用多台小型升力发动机,因此如果把升力发动机都算上也不少,像达索的幻影IIIV就是单台主发加上8台小发,也是9台了,更多的也还有。这类飞机都因为操作复杂、可靠性差,最后集体熄火、没有一个真正投入使用的。
幻影IIIV,机背上4个口,每个里面2台升力发动机↑
最后提一下,还有用火箭助推的,像B-47起飞的时候要用27支火箭,要把这些也算成发动机,好像就实在不妥了。
非要说火箭也是发动机,那这就是33发↑
3700多字,37图,整理起来固然不易,能看到这里的也绝对是真爱!要是动动小手点个赞或者转发一下,就更感谢了!
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