Люди в большинстве своем привыкли думать, что винты любого самолета, оснащенного поршневыми силовыми установками, обязательно должны быть направлены вперед, т.е. по направлению движения самолета.
Так, как, например, на американской "Суперкрепости" - бомбардировщике конца Второй мировой В-29:
И действительно, такая компоновка выглядит вполне себе понятно: винты крутятся, жадно захватывая воздух и отбрасывая его назад, и тем самым тянут за собой самолет. Обратная компоновка, при которой винты были бы направлены не вперед, а назад, кажется абсурдной. Не полетит же самолет хвостом вперед, ведь так?
Вроде бы так, кажется нам ровно до тех пор, пока мы не взглянем на еще одного американского гиганта, построенного в самом начале Холодной войны:
Выглядит необычно, не правда ли? "Ну тупыыыые" - не хватает фразы Михаила Задорнова, - двигатели, мол, поставить правильно не смогли!
Отложим же шутки в сторону и познакомимся с американским стратегическим межконтинентальным бомбардировщиком Convair B-36, который совершил свой первый полет в 1946 году. Назначение его было для того времени крайне специфическим; в 1941 году, когда началась разработка самолета, он был призван совершать колоссальные по дальности и смелости полеты с территории США на территорию Германии, дабы производить бомбардировки противника. Однако фантастические требования заказчика (перегоночная дальность полета не менее 16 000 км, дальность полета с бомбовой нагрузкой (4,5 тонны) не менее 11 000 км) быстро воплотить в жизнь не удалось и поэтому В-36 поступил в массовое производство лишь после окончания Второй мировой.
Кратко пробежались по истории и теперь перейдем к самим винтам. Так почему же они направлены назад?
Дело в том, что воздушные винты могут быть двух типов: тянущими и толкающими. Чтобы вам было проще это представить, сравним это с переднеприводным автомобилем (передняя пара колес тянет за собой автомобиль) и заднеприводным (задняя пара колес толкает автомобиль).
Сравнение, конечно, очень грубое, но зато более или менее понятное. Летные характеристики самолета, как и ездовые характеристики автомобиля, сильно зависят от того тянут их или толкают!
У большинства самолетов с поршневыми двигателями винты являются тянущими, т.е. направлены они вперед. А вот у кораблей (опять же у большинства, но не у всех), например, винты являются толкающими. Удивительно, не правда ли?
Чего уж далеко ходить, даже на первом самолете знаменитых братьев Райт винты были толкающими:
Итак, мы выяснили, что винты не обязательно должны быть направлены вперед. Теперь давайте разбираться в том, какая существует разница между толкающим и тянущим винтом (лайк за рифму).
На том же В-36, который конструкторы изо всех сил пытались обеспечить требуемой дальностью полета, толкающие винты были установлены по следующим причинам:
- такие двигатели освобождали переднюю кромку крыла, улучшая его аэродинамические свойства;
- воздушный поток, отбрасываемый винтами назад, не встречал на своем пути сопротивления в виде крыла, как в случае с тянущими винтами, что увеличивало результативность работы двигателя;
- воздух в полете уплотняется ближе к задней кромке крыла, что создает больше возможностей для его более эффективного использования винтами. Отсюда также следует улучшение летных характеристик.
Возникает вопрос: если толкающий винт так хорош, почему же тогда практически вся поршневая авиация была с винтами, направленными вперед?
Преимущества тянущего винта перед толкающим:
- воздушный поток, отбрасываемый тянущими винтами назад, проходит по плоскости крыла, придавая ему дополнительную подъемную силу, что играет роль при взлете и посадке;
- тянущие винты легче "вписываются" с точки зрения развесовки в самолет классической компоновки (применение толкающих двигателей смещает центр тяжести ближе к хвосту, что в некоторых ситуациях может выходить за допустимые нормы);
- при использовании тянущих винтов задняя кромка крыла механизируется полностью, а не частично, как с использованием толкающих винтов;
- завихрения, возникающие на задней кромке крыла самолета при больших углах атаки, могут оказывать негативное влияние на работу толкающих винтов вплоть до их разрушения.
В итоге имеем, что тянущие винты в наши дни практически полностью вытеснили винты толкающие, но не до конца! Да, в крупной авиации толкающие винты уже не применяются, однако в легкомоторной авиации это дело не редкое:
Толкающим винтом среди военной авиации на сегодняшний день обладает, например, знаменитый американский ударный БПЛА "Predator":
Вот, наверное, и все. Если я где-то ошибся или некоторая информация показалась вам неполной, прошу поправить меня в комментариях!
Друзья, хочу вам напомнить, что в вашем распоряжении имеется также группа Вконтакте, в которой будут публиковаться ссылки на актуальные статьи, а также Инстаграм, в котором тоже имеется много интересного!