Ту-334. Преимущества заднемоторной компоновки.
Главные доводы против Ту-334 - в том, что он якобы морально устарел, имеет древнюю заднемоторную компоновку, экономически неэффективен и имеет трехчленную кабину. Так же у него толстый фюзеляж что по мнению обывателей создает большое аэродинамическое сопротивление, и заднемоторную компоновку - которая утяжеляет фюзеляж из-за расположения двигателей в хвосте. Якобы это гораздо хуже чем обычная компоновка с турбореактивными двигателями закрепленными на крыле - характерная для всех Боингов, Аэробусов, Ту-204/214, Суперджетов и Мс-21. Поэтому надо объяснить читателям в чем истинные достоинства и недостатки заднемоторной компоновки по сравнению с двигателями на крыле, и какой фюзеляж - толстый и широкий, или узкий и длинный на самом деле имеет большее сопротивление и перспективен для самолетов будущего.
Для понимания основ сначала обратите внимание на водный транспорт: посмотрите на суда и корабли. У них у всех почти без исключения гребные винты и двигатели всегда устанавливают в задней - кормовой части судна, то есть гребные винты у них толкающие, а не тянущие как у самолетов - а почему такая разница? Ведь у всех самолетов с поршневыми
двигателями винты и моторы почти всегда устанавливались в передней части самолета. А дело в том, что если установить гребной винт в передней части судна и сделать его тянущим, то тогда возникнут сразу два негативных явления.
Во-первых: любой движитель ускоряет поток воды или воздуха прошедших через сечение винта примерно в два раза.
Это значит, что если найдется такой недоумок, который установит гребной винт в носовой части судна, то поток воды отброшенный этим винтом назад будет омывать корпус судна со вдвое увеличенной скоростью, и этим создаст намного большее гидродинамическое сопротивление, чем если бы судно плыло в спокойной невозмущенной воде, и хотя сила этого ускоренного потока воды быстро иссякает, но все равно он ухудшил бы гидродинамические характеристики судна.
А второе явление в том, что у каждого судна и самолета, а также и у автомобиля, есть так называемый попутный поток и вдобавок к нему есть еще и пограничный слой. Так вот: суть этого явления в том, что во время движения объекта создается так называемый пограничный слой воды или воздуха, который трется непосредственно об обшивку самолета или судна.
И из-за этого трения пограничный слой увлекается вперед - то есть движется вместе с судном или самолетом. Причем толщина этого слоя все время нарастает от носа к корме он становится все толще и толще и называется уже ПОПУТНЫМ ПОТОКОМ, причем по пути превращается из ламинарного в турбулентный. И дело в том, что эффективность винта как движителя и турбореактивного двигателя определяется как разность скорости отброшенной назад винтом или ТРД реактивной струи минус первоначально полученную ими скорость потока. То есть чем МЕДЛЕННЕЕ был поток вошедший в гребной, воздушный винт или ТРД - тем ЭФФЕКТИВНЕЕ движитель! А это значит, что вот этот ЗАТОРМОЗИВШИЙСЯ относительно судна или самолета попутный поток УВЕЛИЧИВАЕТ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ДВИЖИТЕЛЯ! вОТ ИМЕННО ПОЭТОМУ ГРЕБНЫЕ ВИНТЫ НА ВСЕХ СУДАХ СТАВЯТ ОБЯЗАТЕЛЬНО в задней части - чтобы с пользой использовать энергию попутного потока, ну и зазря не обмывать корпус судна! То есть толкающий гребной и воздушный винт намного эффективнее тянущего винта, и подтвердить это можно таким примером: в 1944 году в фашистской Германии фирмой Дорнье был спроектирован и построен необычный двухмоторный истребитель Do-335, который имел передний и задний двигатель - с тянущим и толкающим винтом.
И этот истребитель имел возможность летать с выключенным одним мотором: то передним, то задним - по выбору летчика, разумеется скорость на одном моторе была меньше, чем на двух. Но самое главное - что полет на работающем заднем моторе с толкающим винтом давал скорость больше чем на переднем моторе с тянущим винтом! Это и есть доказательство того, что толкающий задний винт эффективнее чем тянущий. И кстати - задний мотор у этого Do-335 имел очень плохое охлаждение. Именно из-за плохого охлаждения в авиации отказались от заднего расположения поршневых двигателей и толкающих винтов. Но тут конечно надо всем понимать, что добавка скорости от работы толкающего винта на самом деле совсем небольшая - потому для того чтобы увеличить скорость требуется увеличивать мощность в третьей степени. Но главное, что толкающий винт эффективнее, чем тянущий, а то многие неграмотные любители авиации по прежнему уверены что тянущий лучше, поскольку подавляющее большинство самолетов именно с тянущими винтами.
Объяснение переднего расположения двигателей
И вот поэтому внимательные читатели могут спросить: а почему же тогда у большинства поршневых самолетов и мотор и воздушный винт почти всегда ставили впереди? Это истребители И-16, Яки, Лагги, МиГи, Лавочкины, Мессершмитты, Фокке-вульфы, Мустанги, Спитфайры, эти самолеты выпускались десятками тысяч каждый, и у всех у них был тянущий воздушный винт впереди фюзеляжа - а почему не толкающий? А дело в том, что двигателям самолетов требуется сильное охлаждение потоком воздуха при их работе, а судовые двигатели охлаждаются водой, теплоемкость которой во много раз больше чем воздуха, и поэтому охлаждать судовые двигатели гораздо легче и проще, и благодаря этому чем воздуха они могут быть установлены где угодно. А вот поршневые двигатели самолетов должны иметь хорошее охлаждение. Но суть работы воздушного винта в том, что он засасывает воздух впереди себя на стоянке с нулевой скоростью, а вот отбрасывает его назад со вдвое большей скоростью. Поэтому ставить воздушный двигатель впереди винта - абсолютно бессмысленно, надо только СЗАДИ!
Кстати - и у подавляющего большинства автомобилей двигатель тоже как правило спереди, за исключением "запорожца". А почему? Да просто конструкторам автомобилей трудно было придумать расположение коробки передач сзади, чтобы водителю было удобно переключать скорости. И еще большинство автомобильных двигателей имело водяное охлаждение и им так же как и самолетам нужен мощный поток холодного воздуха, который легче получить спереди а не сзади. Вот из-за этих двух причин двигатели у автомобилей ставят спереди. Так же и у самолетов - поршневым двигателям требуется мощное охлаждение, поэтому авиаконструкторы ставили их позади тянущего винта. Но в противоположность этому турбореактивным двигателям совсем не требуется дополнительное охлаждение, и мало того: турбореактивные двигатели выбрасывают горячую струю раскаленного воздуха, и если их поставить спереди - то они либо расплавят алюминиевую обшивку самолета, либо вообще подожгут самолет, поэтому их выгоднее ставить сзади, или приходится опускать на пилонах гораздо ниже крыла.
Следующая статья из этого цикла:
У автора имеется огромный запас незаконченных статей, а также много тем для неначатых статей - просто руки не доходят. И если читатели хотят почаще получать мои новые статьи - то вы можете отправить автору какую-нибудь сумму на кошелек Ю-моней 4100118427675534