Советский турбовинтовой бомбардировщик и ракетоносец Ту-95 состоит на службе Отечества с 1952 года. Несмотря на почтенный возраст, самолет едва ли можно считать устаревшим оружием из-за специфики его применения.
Придерживаются такого мнения не только в России, но и в других странах, включая США. К слову, последние точно также до сих пор эксплуатируют Б-52, что моложе «Медведя» всего на 3 года.
Обратим наше внимание на необычные пропеллеры советского Ту-95.
Советский Ту-95, разработанный в свое время специалистами ОКБ-156 Туполева, привлекает внимание не только своими солидными размерами. При детальном изучении внешнего вида машины в глаза сразу же бросаются ее турбовинтовые двигатели НК-12.
В свое время эти силовые установки были спроектированы специалистами завода №2 непосредственно для перспективного стратегического бомбардировщика. Что интересно, НК-12 до сих пор остается самым мощным серийным турбовинтовым двигателем в истории авиации.
Уже оригинальная модель, появившаяся в начале 1950-х, имела отдачу в 14 800 «лошадей». К слову, летают на «двенадцатых» не только «Медведи», но Ан-22 «Антей» - самый большой турбовинтовой самолет в мире.
Так вот двигатели НК-12 привлекают к себе внимание даже не искушенного в технических тонкостях человека уже одним только внешним видом. А все потому, что на каждом НК-12 красуется не один, а сразу два пропеллера! Такие самолетные винты называются «соосными».
И как не сложно убедиться, летательных аппаратов с подобной конструкцией двигателей в мире откровенно не много. Почему? Да все потому, что установки с соосными винтами имеют два серьезных недостатка.
Во-первых, они страшно сложны и дороги в производстве из-за необходимости установки и калибровки специальных редукторов, отвечающих за то, чтобы пропеллеры во время работы двигателя вращались в разные стороны.
Во-вторых, немалая часть мощности силовой установки бесполезно теряется в тех самых редукторах. При этом редукторы и дополнительные пропеллеры увеличивают массу летательного аппарата.
Но почему при таких серьезных недостатках двигатели НК-12 все-таки увидели свет? Дело в том, что в случае с некоторыми самолетами, например такими как уже упомянутые Ту-95 и Ан-22, применение агрегатов такой «спорной» конструкции более, чем оправдано.
Виной всему является так называемый «эффект запирания». Дело в том, что воздух проходит через лопасти турбовинтового самолета с огромной скоростью. В некоторых случаях, как например с Ту-95 способным разгоняться до удивительных для машины своего класса 920 км/ч, скорость воздуха в пропеллерах и вовсе может достигать сверхзвуковых значений!
При этом чем быстрее летит турбовинтовой самолет, тем больше становится шум от его двигателей и тем сильнее сокращается тяга… В какой-то момент тяга машины и вовсе перестает расти из-за того, что кончики лопастей пропеллера движутся заметно быстрее корневой части.
Собственно, это и есть тот самый «эффект запирания».
Возникает запирание неизбежно. Более того, чем крупнее лопасти пропеллера, тем быстрее оно наступает. И это серьезная проблема, если речь идет о попытках создания турбовинтового двигателя для какой-нибудь тяжелой машины. Однако, есть способ решить проблему – сделать пропеллеры соосными. Такое решение позволяет заметно укоротить винты и тем самым сократить негативное воздействие от эффекта запирания.
Да, самолет с соосными винтами будет тяжелее, а часть мощности будет, по сути, уходить в никуда. Однако, без соосных винтов ситуация с летными характеристиками была бы еще хуже. Так, длина пропеллеров НК-12 у Ту-95 составляет 5.6 метров. Такой пропеллер уже считается огромным. Однако, если бы не соосная конструкция винтов, диаметр пропеллеров составил бы более 7 метров!
А с такими винтами грозный «Медведь» не только бы не достиг рекордных 920 км/ч, но и скорее всего и вовсе никуда бы не полетел.
На этом, пожалуй, все. Надеюсь вам было хоть на грамм интересно.
В какой-то момент тяга машины и вовсе перестает расти из-за того, что кончики лопастей пропеллера движутся заметно быстрее корневой части.
Концы подбираются к сверхзвуку, а там уже совсем другое обтекание, соответственно другие профили и т.д. А соосные винты увеличивают коэффициент заполнения.
шо интересно, двигатели заточены под достаточно узкий рабочий диапазон, фактически, постоянно работают на одних оборотах. млщно и экономично. А тяга регулируется углом установки лопастей. Корни движка еще немцы разрабатывали.
Дело не в "запирании". Для ТУ-95 был разработан двигатель НК-12 с мощностью 12000 л. с.. На тот момент двигателей такой мощности в мире не было ни у кого. А чтобы снять такую мощность однорядным винтом, его размер должен быть огромным. Поэтому и был разработан уникальный редуктор, способный передать эту мощность на два соосных винта с противоположным вращением. Даже в этом варианте диаметр винтов получился огромным - 5,6 метра, из-за чего стойки шасси пришлось делать очень высокими. Ту-114, созданный на базе Ту-95, из-за этого имел проблемы с обслуживанием в иностранных аэропортах, так как трапов такой высоты нигде не было.
Ну и увидели свет эти двигатели по одной простой причине. На тот момент (начало 50-х) не было в СССР турбореактивных двигателей, способных обеспечить дальность полёта более 10000 км для бомбардировщика. Поэтому Туполев и поставил кузнецовские НК-12 и с ходу получил требуемую дальность. Правда, это в итоге, как писал Селяков Л. Л., сильно затормозило наше двигателестроение.
Это сообщение отредактировал Nice79 - 16 апр 2024 в 14:16
Я эксперт по авиационным двигателям, в основном, на диване. )) Но возник такой вопрос. Пишут , что потеря мощности в редукторах. А еще. Пропеллер проталкивает воздух и разгоняет, отсюда тяга. Насколько я понимаю. Но при этом он не только толкает воздух назад , но и закручивает в сторону вращения. А там второй винт идет навстречу этому потоку и соответсвенно упирается в этот поток. При этом тоже мощность теряется в никуда. Как мне кажется)) Хотя, я тот еще специалист ))
Это сообщение отредактировал Gudvin646 - 16 апр 2024 в 14:09
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии. Авторизуйтесь, пожалуйста, или зарегистрируйтесь, если не зарегистрированы.
1 Пользователей читают эту тему (1 Гостей и 0 Скрытых Пользователей)
yaplakal.com