Самолеты с толкающим винтом. Самолет схемы тяни толкай


Тяни-толкай - Безумная авиация

Тяни-толкай [Jul. 19th, 2008|10:34 pm]

Безумная авиация

Все мы прекрасно знаем схему с тяговым винтом - чуть менее, чем все все самолёты построены по ней. Схема с толкающим винтом куда более экзотична, но в принципе можно вспомнить пару-тройку вполне даже успешных машин. Но чтобы построить этакого тяни-толкая... Тем не менее, компания Cessna в конце 1950-х решился взяться за столь экзотичный проект...

В феврале 1961 года прототип совершил свой первый полет, а уже в мае 1963 первые Skymaster 336 пошли в серию (выпущено 195 ед.). Производство продолжалось до середины до 1964-го, когда на смену пришла Cessna 337 Super Skymaster (строились до 1982 года, всего 2285 ед.) с увеличенными размерами, более мощными двигателями и убирающимися шасси.Тогда же на этот самолёт обратили внимание и американские вояки и в 1967 году началось производство военного варианта O-2А Skymaster в качестве самолёта разведки и связи. Кроме того, 31 Cessna 337 были переделаны в невооружённый вариант О-2В - пропагандистский самолёт с возможностью сброса листовок и громкоговорителями.

Сброс листовок с Skymaster O-2B

Во Вьетнаме этим самолётам пришлось несладко - из 513 по разным причинам было потеряно 178 машин. Поэтому уже тогда их начали заменять на OV-10 Bronco и A-37 Dragonfly, и к 1990 году они были полностью сняты с вооружения. Тем не менее, некоторые страны Африки и Латинской Америки используют их и по сей день.

Comments:

У немцев во второй мировой был один тяни-толкай... А в проэктах и моделях это вполне всплявающая схема..

Два как минимум (ниже в комментах кинул ссылки уже).

From: gamz2008-07-19 08:39 pm (UTC)

именно

(Link)

посмотрите в первый том Шаврова - самолётов с толкающим винтом там много, и это только летавшие, и только в одной стране, и только за 20 лет. не очень-то и экзотично

Зато этих Сессн было выпущено изрядно и они до сих пор летают. Да и предшественники не делают эту схему менее экзотичной. Скорее наоборот - имеем шуш с долгой и плодотворной судьбой, что для делает его экзотичным в квадрате.

Объясните кто-нибудь, чем плох толкающий винт?

Для начала - проблемы с путевой устойчивостью, охлаждением двигателя, аварийным покиданием машины.

С другой стороны, реактивные самолеты по определению толкающие. Как же у них решается проблема путевой устойчивости?

Аппаратными средствами, в основном. Современные аппараты ан масс неустойчивы и без постоянной балансировки электроникой тупо упадут.

Там как бы выбора нет :) А у винтовых простейший способ улучшения устойчивости - поместить винт вперёд. При выборе схемы с толкающим винтом нужно ещё и городить нестандартные конфигурации - "утка" (Shinden, Ascender), двухбалочный хвост (SAAB 21), либо иметь геморрой с длиннющей трансмиссией (Пфайль). При этом проблемы с охлаждением двигателей толкающие схемы имели практически поголовно - посмотреть хотя бы как с этим трахались японцы на Шиндене либо американцы на Б-36. Преимущество "тяни-толкайной" схемы которую используют вышеприведённые Скаймастер и Пфайль - минимизация миделя при установке двух двигателей. Общее преимущество толкаюшей схемы - улучшение аэродинамики крыла так как на него перестают влиять завихрения потока создаваемые винтом.

Вот схема сааба кажется нереально эффективной для истребителя - и обзор лучше, чем у классики и вооружение удобно располагается - места больше и никаких синхронизаторов не нужно.Не понимаю, неужели это не столо того, чтобы побороться с устойчивостью и охлаждением? Как чайнику кажется, что удлинение пары труб, на которых висят стабилизаторы, позволяет сместить центр давления вперед. А для охлаждения можно сделать воздухозаборники, как в реактивных самолетах.

Ну так и боролись-боролись - а пока доборолись, война кончилась :) (первый полёт - июль 43, принятие на вооружение - декабрь 45). Аналогичные Vultee XP-54 и Fokker D.XXIII так и не довели.

Схема с толкающим винтом применяется в массовом порядке на ультралайтах.Для пилота такие самолеты получаются много комфортнее: прекрасный обзор вперед и, что менее тривиально, прекрасный обзор вбок (из-за того, что крылья смещаются назад по отношению к кабине). Кроме того, значительно улучшается устойчивость самолета при рулежке.

С истребителем все сложнее. Аэродинамическая схема "мотор в обтекателе перед винтом" работает чуть хуже обратной схемы. Для истребителя несколько процентов потери скорости перевесят все остальные сображения. По этой же причине большинство истребителей WW2 делались по схеме с хвостовым колесом. Да, они будут иногда "капотировать" при посадке, но экономия веса по сравнению со схемой с носовым колесом - важнее.

хороший самолётег-но прыгать из него страшно!

а родезийцы использовали их как штурмовики...

ru-wunderluft.livejournal.com

Рождение концепции. Do 335 «Pfeil». Самый быстрый поршневой истребитель. Часть 1

Рождение концепции

Несмотря на необычность аэроди­намической схемы, Do 335 не представ­лял собой какого-либо «ноу-хау» Дорнье, как часто думают. Тандемная схе­ма расположения двигателей применя­лась на практике со времен 1-й Миро­вой войны. По этой схеме были созда­ны самолеты Fokker K.I., Fokker M-9 и Siemens-Schuckert DDr.I. В межвоенный период самолеты с тандемным расположением двигателя конструиро­вали в разных странах. Наиболее из­вестны такие машины, как советские АНТ-23 (И-12) и САМ-13, французский Arsenal VG-20 (VB-20) или голлан­дский Fokker D-XXIII.

Исключая французский самолет, все машины имели похожую конструк­цию: в короткой гондоле-фюзеляже располагались передний и задний дви­гатели, между которыми находилась кабина пилота. Передний двигатель вращал тянущий винт, а задний - тол­кающий. Поскольку заднюю часть фюзеляжа занимал мотор, самолеты вынужденно оснащались двухбалочным хвостовым оперением. Так как фюзеляж был коротким, задний двига­тель находился в районе центра тяже­сти самолета и не нарушал центровку всей конструкции. В случае удлинения фюзеляжа, крутящий момент от задне­го двигателя приходилось бы переда­вать на винт через длинный вал, что неизбежно привело бы к сильным виб­рациям, устранить которые пока нико­му не удавалось.

Первые самолеты с тандемным рас­положением двигателей появились уже спустя несколько лет после историчес­кого полета братьев Райт. В 1911 году во Франции был создан самолет Аего-Torpile с винтом на хвостовой оконеч­ности фюзеляжа. Аналогичный по схе­ме самолет создал и инженер Д. Де Брюйер. Его самолет, обозначенный аббревиатурой C.I., единственный раз поднялся в воздух в апреле 1917 года. Самолет пролетел несколько метров, после чего упал и разбился. Кроме длинного вала, соединявшего задний двигатель с толкающим винтом, на са­молете C.I. имелась еще одна особен­ность, а именно трехточечное шасси с носовой опорой. Подобная схема на­прашивалась сама собой, поскольку требовался нужный клиренс для задне­го винта.

Кроме сильной вибрации, толкаю­щий винт в хвостовой части фюзеляжа имел еще один недостаток. Самолеты с толкающим винтом, расположенным за хвостовым оперением, отличались низкой эффективностью рулей. У само­летов традиционной схемы, хвостовое оперение обдувается потоком воздуха, идущим от тянущего пропеллера, в то время как у самолетов с толкающим винтом такого потока нет. Но это не главное. Главная причина заключает­ся в том, что отклонение воздушных потоков от рулей практически нейтра­лизуется мощным воздушным потоком от толкающего винта.

Двухбалочная схема позволяла ус­транить вибрацию и сохранить эффек­тивность рулей, но приводила к тому, что повышалось аэродинамическое сопротивление самолета.

Проблемы, связанные с вибрацией длинного вала, долгое время не удава­лось разрешить. Французский самолет VG-20, хоть и оснащался двумя двига­телями, расположенными тандемом, но оба двигателя вращали два соосных винта, вращавшихся навстречу друг другу. Только таким образом удалось избавиться от вибрации. Аналогичная схема использовалась и на советском самолете «С» КБ Болховитинова.

Лишь к началу 40-х годов появи­лось несколько самолетов, у которых удалось решить проблему вибрации. Одним из этих самолетов и стал Dornier Do 335 «Pfeil». Другим само­летом с длинным валом стал широко известный американский истребитель Bell P-39 «Aerocobra», однако у него винт располагался классически.

Однако схема «тяни-толкай» име­ла и множество достоинств, ради ко­торых многие конструкторы пытались воплотить эту схему в железе. Прежде всего, такая схема отличалась мини­мальным аэродинамическим сопро­тивлением. Самолет имел классичес­кий силуэт с «чистым» крылом без дви­гательных гондол, нарушавших аэро­динамику. При этом сохранялись все достоинства двухмоторного самолета, в том числе большой запас мощности и безопасность полета. Даже в случае отказа одного двигателя, можно было продолжить полет на втором моторе.

Более того, если у классических двухмоторных самолетов в случае от­каза одного из двигателей возникал перекос тяги. Этот перекос приходи­лось в полете компенсировать рулями. Однако при посадке такой перекос ча­сто приводил к аварии и разрушению машины. При тандемном расположе­нии двигателей такой перекос, очевид­но, возникнуть не мог в принципе. Век­торы тяги обоих двигателей совпада­ли. Существовала даже возможность экономического полета с только одним включенным двигателем. В случае бо­евого самолета, задний двигатель за­щищал спину пилота от пуль и оскол­ков, что позволяло уменьшить массу бронирования.

О серьезных недостатках тандемной схемы, мы уже говорили. Но име­лись и меньшие недостатки. В частно­сти, задний винт представлял серьез­ную угрозу для пилота в том случае, если тому приходилось покидать ма­шину с парашютом. Кроме того, суще­ствовал заметный риск повредить задний винт при взлете или посадке. Еще одним досадным недостатком, выяв­ленным в ходе испытаний Do 335 «Pfeil», была плохая устойчивость. Траектория полета Do 335 напомина­ла синусоиду с небольшой амплиту­дой. Этот эффект объяснялся неурав­новешенностью вращающих моментов переднего и заднего двигателя. В ре­зультате возникали колебания, кото­рые нарушали продольную и попереч­ную устойчивость самолета. В таких условиях вести прицельный огонь было очень трудно. Do 335 не пред­ставлял исключения и имел сниженную эффективность рулей.

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

military.wikireading.ru

САМ-13

02 июля 2011

Оглавление:1. САМ-132. Дальнейшая судьба3. Летно-технические характеристики

Конструкция

Два мотора «Рено» по 220 л. с. были расположены в носу и сзади фюзеляжа по схеме «тяни-толкай», хвост был заменен двубалочной схемой. Самолет выполнен очень чисто аэродинамически, площадь крыла — всего 9,0 кв. метров. В результате было достигнуто исключительно низкое сопротивление, такое же как у одноместного истребителя САМ-12 с таким же двигателем в 220 л. с., но одним. Вооружен четырьмя пулемётами «УльтраШКАС» имевшими скорострельность 50 выстр./сек каждый, общая огневая производительность — 200 пуль в секунду, каждая весом ~9,6 г. Максимальная скорость у земли замерялась только с выпущенной носовой стойкой шасси и составила от 520 до 560 км/ч . Мотор высотный, расчетная скорость на высоте ок. 5 км — 700 км/ч. На испытаниях в аэродинамической трубе получено 680 км/ч для высоты. Полная масса — 1183 кг. Дальность 850 км.

Проходил заводские испытания весной 1940 г., государственных и прочих не было, потому что заместитель наркома авиационной промышленности А. С. Яковлев «спустил их на тормозах», так как в этом случае его истребители типа Як-1 с максимальной скоростью на 100 км/ч ниже, чем у крохотного САМ-13 выглядели бы не вполне отвечающим условиям времени. По всей видимости, это самый скоростной и самый дешевый из доступных для серийного производства истребителей созданных до 1942 г.

Обычной проблемой самолетов с двигателями расположенными по схеме «тяни-толкай» было то, что поток воздуха от кормового винта снижал управляемость — сталкивались встречные потоки воздуха от носового и кормового двигателей и эффективность хвостового оперения резко падала. Поскольку на САМ-13 применена схема «рамы», то оба двигателя находятся по одну сторону от хвоста, и такая проблема, стоившая, возможно, карьеры Do-335 Pfeil на САМ-13 не возникала. Меж тем, значимость этого момента для схемы «тяни-толкай» была крайне велика: «…проблему составляла недостаточная устойчивость самолета в горизонтальном полете. Это обязательно сказалось бы на точности огня. Самолёт хорошо слушался элеронов, чего нельзя было сказать о хвостовом оперении. Особенно низкая эффективность отмечалась у руля высоты. Имевшиеся триммеры практически не оказывали влияния на работу рулей и начинали ощущаться только при одном переднем работающем двигателе… Тут провели первые пробные стрельбы. К сожалению, неустойчивость самолета снова дала о себе знать, и испытания закончились полным провалом. На любых скоростях, самолет так и не смог поразить цель. Это поставило крест на карьере самолёта как истребителя, по крайней мере, до тех пор, пока проблему не удалось бы разрешить.» .

Просмотров: 1252

www.vonovke.ru

Самолеты с толкающим винтом — Старый Русский Топ

Многим до сих пор кажется, что самолеты с толкающим винтом — это какая-то экзотика, и вообще придурь конструкторов-неформалов. Однако схема не только до сих пор применяется, но и применяется широко, а значит — это обусловлено какими-то важными преимуществами.

Одно из главных преимуществ — правильно спроектированный самолет с толкающим винтом имеет примерно на 20% более высокое аэродинамическое качество, чем аналогичный самолет с тянущим винтом. Это огромная цифра, за которую любой авиаконструктор чёрту душу продаст. Но откуда же берется такая разница?

Как известно, любой винт создает поток турбулентного (закрученного) за собой воздуха. Тянущий винт отбрасывает струю воздуха на фюзеляж, центроплан и крылья — причем этот поток, вращаясь, давит на одно крыло сверху, а на другое снизу, что вынуждает конструкторов как-то компенсировать этот вредный момент, теряя драгоценную мощность. Хуже того — поток, вращаясь вокруг фюзеляжа, вызывает вторичную турбулентность, на которой теряется существенная часть мощности. Частичной контрмерой служит удлинение носовой части фюзеляжа — но это паллиатив, даже многометровые носы не решают проблему, при этом удлинение фюзеляжа само по себе привносит дополнительное сопротивление воздуху и увеличивает массу конструкции.

Известно также, что воздух в полете уплотняется ближе к задней кромке крыла, что создает больше возможностей для винта, чтобы там от него эффективно оттолкнуться. Поэтому толкающий винт работает в среде более плотного воздуха и может лучше реализовать мощность — при прочих равных он может быть несколько меньшего диаметра и будет иметь меньшие потери.

Более того — свежие аэродинамические исследования показали, что толкающий винт, помещенный в заторможенный спутный след от обтекаемого тела, может давать тягу существенно бОльшую, чем тот же винт в открытом воздухе — причем рост КПД винта стремится к той же магической цифре +20%. Это дополнительно к уже давно известной разнице в аэродинамическом качестве самолета. Это произвело небольшую революцию во взглядах на оптимальные компоновки винтовых самолетов, и даже породило разработки специальных винтов для наиболее эффективной работы толкающими в сопутном следе.

На фото в заголовке вы видите современный (да что там — новейший!) ударно-разведывательный самолет AHRLAC (Advanced High Performance Reconaissance Light Aircraft) разработки ЮАР. Самолёт представляет собой цельнометаллический свободнонесущий высокоплан с одним турбовинтовым двигателем Pratt&Whitney Canada PT6А-66 мощностью 950 л.с. Особенность этого высокоплана — обратная стреловидность крыла, раздвоенный хвост и толкающий винт, который располагается в задней части фюзеляжа. Продолжительность полёта достигает 7,5 — 10 часов (что выдающееся достижение для столь легкой машины). Остальные ТТХ также внушают:

Максимальная скорость: 500 км/чПрактическая дальность: 2 100 кмПрактический потолок: 9 500 мБоевая нагрузка: 800 кг + пушка в фюзеляже

В общем, Ил-2 рыдает. И ведь в конструкции этого самолета в принципе нет никакого хайтека и никаких экзотических материалов, обычный клепанный дюраль и механическое управление тягами — сходную машину можно было без проблем построить до второй мировой войны. При этом схема выглядит чрезвычайно привлекательной именно для ударного самолета (включая пикирующий бомбардировщик) — компактная кабина, которую легко бронировать и которая вдобавок прикрыта сзади мотором, с прекрасным обзором и удобной установкой стрелкового вооружения, винт не мешает бомбометанию с отвесного пикирования, и так далее.

Надо сказать, что даже перед войной не все в СССР были идиотами, в материалах Новосибирского филиала ЦАГИ сохранился проект оригинальной летающей танкетки-штурмовика Москалёва «ЛТ» с мотором М-11 (имевшей также заводское обозначение «САМ-23») с такой вот схемой — мотор М-11 за кабиной, толкающий винт, двухбалочный хвост. Состав вооружения для самолета весом чуть более одной тонны был очень мощным: две пушки ШВАК с боекомплектом по 200 (в перегрузку по 500) снарядов; два ШKACa с боезапасом по 1500 (2000) патронов; четыре (шесть) РС-82 или 400 кг бомб (на двух держателях за счет PC и перегрузки). По расчетам, при установке более мощного мотора (например, М-17) можно было еще усилить бронирование и вооружение, а общий вес боевой нагрузки увеличить до 1500 кг. Мотор М-11 — это тот же самый мотор, что ставили на У-2, их в СССР было овердофига и стоили они копейки, да и М-17 уже ушел из «большой» авиации, их было множество после капремонтов, и было бы разумным использовать эти моторы именно на дешевых штурмовиках. Но — не взлетело. Заводы надрывались, делая сложные Ил-2, которых всё равно хватало на 2-3 вылета, а летчиков гнали в бой на учебных У-2.

А вот вам пример конструкторского минимализма с использованием толкающей схемы:

Это очень известный и популярный в мире самолетик Bede BD-5. «С тех пор как в прессе появилась первая информация о BD-5, — заметил популярный журнал «Флюгревю» (ФРГ), — весь авиационно-спортивный мир разделился на два лагеря: одни считают Джима Беде шарлатаном, а другие гением». Главное, что поражает сторонников и противников Беде — скорость, с которой летает его изящный самолетик, выглядящий как «настоящая», всамделишная машина. С 70-сильным двухтактным двигателем воздушного охлаждения «Микро» разгоняется до 373 км/ч. И хотя полетный вес стремительного моноплана составляет всего 322 кг, он оборудован закрытой просторной кабиной, убирающимся трехколесным шасси, закрылками, полным комплектом пилотажно-навигационного оборудования. Смехотворно мал расход топлива — 26,5 л за час полета с крейсерской скоростью 368,5 км/ч. Аэродинамика, благодаря которой BD-5 приобрел столь удивительную быстроту и экономичность, не в первый раз изумляет специалистов и дилетантов.

Самолетик продается в виде набора деталей для самостоятельной сборки, причем наборчик стоит в 10 раз дешевле самой дешевой Цессны. И надо заметить, что там тоже нет ничего сверхтехнологичного — основные элементы силового набора сделаны из фанеры и простых катанных профилей, обшивка — тонкий листовой алюминий (может быть заменен на перкаль — но зачем?).

Двигатель расположен в идеальном для центровки месте. Толкающий винт работает в лучших условиях, чем тянущий, — не тратит сил на бесполезную обдувку фюзеляжа. Так как пропеллер поднят над продольной осью самолета, нет необходимости в высоком шасси. Его легко сделать трехколесным, с носовой стойкой. Из-за 6лагоприятной центровки (все самые массивные агрегаты — вблизи центра тяжести) можно обойтись небольшими рулевыми поверхностями с коротким плечом от центра тяжести самолета. Фюзеляж укорачивается, пилоту не нужно прилагать больших физических усилий к рычагам управления. Компактный корпус более жесток и прочен. В целом достигается экономия в весе, а следовательно, и в затратах на постройку машины.

Предложив свой «конструктор» для взрослых, Джеймс Беде и его фирма честно выполнили правила игры: сборка самолета должна быть посильна мало-мальски опытным самодельщикам и занимать не более 500 рабочих часов. Каждая заготовка тщательно размечена, снабжена подробнейшими чертежами в масштабе 1:1 и обстоятельными рекомендациями по обработке и сборке. Брошюры, содержащие пооперационное руководство с точными ссылками на необходимые инструменты, выполнены наглядно и скрупулезно. Так же проста и сравнительно дешева эксплуатация собранного самолета. С учетом амортизации, расходов на обслуживание, профилактический ремонт, топливо, перелет «Микро» на короткое расстояние (Сан-Франциско — Лас-Вегас) занимающий 2,3 ч, стоит 8 долларов против 40 для лайнера «Боинг-747», 31 — для легкомоторной «цессны», 34 — для автобуса, 51 — для автомобиля и 16 — для мотоцикла.

Впрочем, поклонники разных схем спорят об их эффективности до сих пор, и это при том, что давно уже был поставлен классический эксперимент сравнения тянущего и толкающего винта на самолете Cessna Skymaster — вот таком.

Как вы видите, это двухмоторный самолет сравнительно редко применяемой схемы push-pull (тяни-толкай). Его удобство для теста — в том, что у него два совершенно одинаковых двигателя с одинаковыми винтами, и он может летать на любом моторе из двух. Для теста определялась максимальная скорость при работающем тянущем двигателе и при толкающем (понятно, что разница в скорости даст точный практический ответ — какая схема эффективнее, с учетом всех факторов). Так вот с работающим толкающим винтом скорость самолета была больше на ~20 км/ч, чем с работающим тянущим. И это, между прочим, немало — с учетом того, что установка толкающего винта на Скаймастере далеко не оптимальна, в то время как установка тянущего взята с классической Цессны и вылизана до предела.

Также известны и результаты испытаний нашим ЛИИ «Дорнье-Пфайля» (фашистского тяни-толкая). Запомнилась фраза «На одном заднем двигателе скорость была существенно выше, чем на одном переднем». И совсем свежий пример — когда рутановский «Вояджер» (еще один тяни-толкай) шёл без посадки вокруг шарика, для экономии топлива выключали именно передний двигатель.

Могу лишь констатировать, что на отечественном рынке легкой авиации резко превалирует схема с толкающим винтом. И это несмотря на прекращение производства А-20. И не учитывая дельталеты, автожиры и паралеты. А уж если учитывать, то… сами понимаете.

Это потому, что русские — хитрые и умные. А тупые пиндосы как начали ездить в армии во время WW2 на Харли-Дэвидсонах с их дурацкими V-образными двухцилиндровками и отдельной коробкой передач, соединенной с двигателем ремнём — так до сих пор и ездят, не понимая, что это — анахронизм и антинаучно. Соответственно и самолеты легкие у пиндосов до сих пор в массе такие, как будто их проектировали до войны, и как бы даже не до первой мировой.

А ведь было дело — были у них и такие машины:

Это довоенный Bell ХР-59 (да-да, той самой фирмы Bell, которая подарила СССР «Аэрокобры», а потом заполонила весь мир массовыми вертолетами). А вот вам Douglas XB-42 Mixmaster:

Еще на стадии аванпроекта были прекрасно продуманы все технические решения, которые предстояло воплотить в этом проекте. Оснащенный рядными двигателями жидкостного охлаждения «Аллисон» V-1710-125 мощностью по 1725 л. с., расположенными тандемно, самолет должен был поднимать до 3600 кг бомб — столько же, сколько несла первая «летающая крепость» В-17А. Причем, благодаря большому и длинному бомбоотсеку, новая машина могла брать на борт английские 1800-кг и 3600-кг бомбы повышенной мощности. Максимальная скорость оценивалась в 690-700 км/ч — для 1943 г. это фантастическая цифра. Такая невероятная для среднего бомбардировщика скорость достигалась путем максимального зализывания фюзеляжа, облагораживания его аэродинамики и, главным образом, благодаря применению ламинарного крыла. Расчетная дальность полета превосходила дальность В-17 последних серий.

Необходимо отметить, что в конструкции самолета не было предусмотрено никаких принципиально новых на 1943 г. материалов и технологий, освоение которых могло задержать передачу машин в серию. Но машина в серию не пошла, потому что американские генералы — дебилы. Их тупо испугал непривычный вид самолета.

А вот вам отечественный МиГ-8 летает в 1945 году:

Самолет собрал в себе кучу авангардных решений — толкающий винт, стреловидное крыло, схема «утка» (бесхвостка с ПГО и рулями на крыльях). Внезапно для скептиков, этот вот смешной самолёт не потерпел ни одной аварии, не имел предпосылок к лётным происшествиям. Накопленный на нем опыт применения стреловидных необдуваемых крыльев использован при постройке советских реактивных истребителей.

И хотя впрямую эта схема также показалась военным СССР слишком непривычной — но в реальности она и победила. Практически все современные истребители имеют толкающую схему (реактивный двигатель размещен в хвосте) — а машины реданной схемы (двигатель спереди) и с размещением двигателей на крыльях (как у Me-262) быстро сошли с арены, проиграв конкуренцию.

Надо заметить, что по очень близкой к винтовым машинам с толкающим винтом схеме сделаны реактивные высотные разведчики М-17 и М-55 «Геофизика» Мясищева. Там прямо вот классика — двухбалочный хвост, моторы сзади фюзеляжа перед хвостом:

Между прочим, по результатам продувок двухбалочная схема с двигателем в заднице фюзеляжа в КБ Мясищева признана наилучшей для дозвукового высотного самолета. Она даже лучше, чем чистое «летающее крыло» (с которым как раз куча проблем технологического и компоновочного свойства).

А теперь вы, конечно, спросите — отчего же схема с толкающими винтами (именно винтами!) всё-таки применяется не повсеместно — при таких-то преимуществах? Ответ очень простой — обдув крыла. Этот самый обдув крыла потоком воздуха от пропеллеров позволяет получить от крыла дополнительную подъемную силу не только при малой скорости движения самолета — но даже на вообще стоящем самолете. В результате можно добиться того, что самолетик типа Fieseler Fi.156 Storch (с чрезвычайно развитой механизацией крыла и высокоэффективным низкоскоростным профилем) на полном газу двигателя может взлететь буквально с места, без разбега:

На этом фото хорошо видна выпущенная механизация крыла (предкрылки и закрылки на весь размах крыла), а также заметна явно избыточная высота передних стоек шасси. Однако такое шасси сделано неспроста — именно оно задает оптимальный взлетный угол атаки крыла, позволяя взлетать почти без разбега.

В общем, вот тут и пролегает водораздел между двумя схемами. Нужен самолет для эффективного быстрого полета на большой высоте — схема с толкающим винтом выгоднее. Нужен самолет для взлета с коротких ВПП и полетов на малой скорости — схема с тянущим винтом выгоднее.

topru.org

Самолеты с толкающим винтом - Рыжее настроение

Многим до сих пор кажется, что самолеты с толкающим винтом — это какая-то экзотика, и вообще придурь конструкторов-неформалов. Однако схема не только до сих пор применяется, но и применяется широко, а значит — это обусловлено какими-то важными преимуществами.

Одно из главных преимуществ — правильно спроектированный самолет с толкающим винтом имеет примерно на 20% более высокое аэродинамическое качество, чем аналогичный самолет с тянущим винтом. Это огромная цифра, за которую любой авиаконструктор чёрту душу продаст. Но откуда же берется такая разница?

Как известно, любой винт создает поток турбулентного (закрученного) за собой воздуха. Тянущий винт отбрасывает струю воздуха на фюзеляж, центроплан и крылья — причем этот поток, вращаясь, давит на одно крыло сверху, а на другое снизу, что вынуждает конструкторов как-то компенсировать этот вредный момент, теряя драгоценную мощность. Хуже того — поток, вращаясь вокруг фюзеляжа, вызывает вторичную турбулентность, на которой теряется существенная часть мощности. Частичной контрмерой служит удлинение носовой части фюзеляжа — но это паллиатив, даже многометровые носы не решают проблему, при этом удлинение фюзеляжа само по себе привносит дополнительное сопротивление воздуху и увеличивает массу конструкции.

Известно также, что воздух в полете уплотняется ближе к задней кромке крыла, что создает больше возможностей для винта, чтобы там от него эффективно оттолкнуться. Поэтому толкающий винт работает в среде более плотного воздуха и может лучше реализовать мощность — при прочих равных он может быть несколько меньшего диаметра и будет иметь меньшие потери.

Более того — свежие аэродинамические исследования показали, что толкающий винт, помещенный в заторможенный спутный след от обтекаемого тела, может давать тягу существенно бОльшую, чем тот же винт в открытом воздухе — причем рост КПД винта стремится к той же магической цифре +20%. Это дополнительно к уже давно известной разнице в аэродинамическом качестве самолета. Это произвело небольшую революцию во взглядах на оптимальные компоновки винтовых самолетов, и даже породило разработки специальных винтов для наиболее эффективной работы толкающими в сопутном следе.

На фото в заголовке вы видите современный (да что там — новейший!) ударно-разведывательный самолет AHRLAC (Advanced High Performance Reconaissance Light Aircraft) разработки ЮАР. Самолёт представляет собой цельнометаллический свободнонесущий высокоплан с одним турбовинтовым двигателем Pratt&Whitney Canada PT6А-66 мощностью 950 л.с. Особенность этого высокоплана — обратная стреловидность крыла, раздвоенный хвост и толкающий винт, который располагается в задней части фюзеляжа. Продолжительность полёта достигает 7,5 — 10 часов (что выдающееся достижение для столь легкой машины). Остальные ТТХ также внушают:

Максимальная скорость: 500 км/чПрактическая дальность: 2 100 кмПрактический потолок: 9 500 мБоевая нагрузка: 800 кг + пушка в фюзеляже

В общем, Ил-2 рыдает. И ведь в конструкции этого самолета в принципе нет никакого хайтека и никаких экзотических материалов, обычный клепанный дюраль и механическое управление тягами — сходную машину можно было без проблем построить до второй мировой войны. При этом схема выглядит чрезвычайно привлекательной именно для ударного самолета (включая пикирующий бомбардировщик) — компактная кабина, которую легко бронировать и которая вдобавок прикрыта сзади мотором, с прекрасным обзором и удобной установкой стрелкового вооружения, винт не мешает бомбометанию с отвесного пикирования, и так далее.

Надо сказать, что даже перед войной не все в СССР были идиотами, в материалах Новосибирского филиала ЦАГИ сохранился проект оригинальной летающей танкетки-штурмовика Москалёва «ЛТ» с мотором М-11 (имевшей также заводское обозначение «САМ-23») с такой вот схемой — мотор М-11 за кабиной, толкающий винт, двухбалочный хвост. Состав вооружения для самолета весом чуть более одной тонны был очень мощным: две пушки ШВАК с боекомплектом по 200 (в перегрузку по 500) снарядов; два ШKACa с боезапасом по 1500 (2000) патронов; четыре (шесть) РС-82 или 400 кг бомб (на двух держателях за счет PC и перегрузки). По расчетам, при установке более мощного мотора (например, М-17) можно было еще усилить бронирование и вооружение, а общий вес боевой нагрузки увеличить до 1500 кг. Мотор М-11 — это тот же самый мотор, что ставили на У-2, их в СССР было овердофига и стоили они копейки, да и М-17 уже ушел из «большой» авиации, их было множество после капремонтов, и было бы разумным использовать эти моторы именно на дешевых штурмовиках. Но — не взлетело. Заводы надрывались, делая сложные Ил-2, которых всё равно хватало на 2-3 вылета, а летчиков гнали в бой на учебных У-2.

А вот вам пример конструкторского минимализма с использованием толкающей схемы:

Это очень известный и популярный в мире самолетик Bede BD-5. «С тех пор как в прессе появилась первая информация о BD-5, — заметил популярный журнал «Флюгревю» (ФРГ), — весь авиационно-спортивный мир разделился на два лагеря: одни считают Джима Беде шарлатаном, а другие гением». Главное, что поражает сторонников и противников Беде — скорость, с которой летает его изящный самолетик, выглядящий как «настоящая», всамделишная машина. С 70-сильным двухтактным двигателем воздушного охлаждения «Микро» разгоняется до 373 км/ч. И хотя полетный вес стремительного моноплана составляет всего 322 кг, он оборудован закрытой просторной кабиной, убирающимся трехколесным шасси, закрылками, полным комплектом пилотажно-навигационного оборудования. Смехотворно мал расход топлива — 26,5 л за час полета с крейсерской скоростью 368,5 км/ч. Аэродинамика, благодаря которой BD-5 приобрел столь удивительную быстроту и экономичность, не в первый раз изумляет специалистов и дилетантов.

Самолетик продается в виде набора деталей для самостоятельной сборки, причем наборчик стоит в 10 раз дешевле самой дешевой Цессны. И надо заметить, что там тоже нет ничего сверхтехнологичного — основные элементы силового набора сделаны из фанеры и простых катанных профилей, обшивка — тонкий листовой алюминий (может быть заменен на перкаль — но зачем?).

Двигатель расположен в идеальном для центровки месте. Толкающий винт работает в лучших условиях, чем тянущий, — не тратит сил на бесполезную обдувку фюзеляжа. Так как пропеллер поднят над продольной осью самолета, нет необходимости в высоком шасси. Его легко сделать трехколесным, с носовой стойкой. Из-за 6лагоприятной центровки (все самые массивные агрегаты — вблизи центра тяжести) можно обойтись небольшими рулевыми поверхностями с коротким плечом от центра тяжести самолета. Фюзеляж укорачивается, пилоту не нужно прилагать больших физических усилий к рычагам управления. Компактный корпус более жесток и прочен. В целом достигается экономия в весе, а следовательно, и в затратах на постройку машины.

Предложив свой «конструктор» для взрослых, Джеймс Беде и его фирма честно выполнили правила игры: сборка самолета должна быть посильна мало-мальски опытным самодельщикам и занимать не более 500 рабочих часов. Каждая заготовка тщательно размечена, снабжена подробнейшими чертежами в масштабе 1:1 и обстоятельными рекомендациями по обработке и сборке. Брошюры, содержащие пооперационное руководство с точными ссылками на необходимые инструменты, выполнены наглядно и скрупулезно. Так же проста и сравнительно дешева эксплуатация собранного самолета. С учетом амортизации, расходов на обслуживание, профилактический ремонт, топливо, перелет «Микро» на короткое расстояние (Сан-Франциско — Лас-Вегас) занимающий 2,3 ч, стоит 8 долларов против 40 для лайнера «Боинг-747», 31 — для легкомоторной «цессны», 34 — для автобуса, 51 — для автомобиля и 16 — для мотоцикла.

Впрочем, поклонники разных схем спорят об их эффективности до сих пор, и это при том, что давно уже был поставлен классический эксперимент сравнения тянущего и толкающего винта на самолете Cessna Skymaster — вот таком.

Как вы видите, это двухмоторный самолет сравнительно редко применяемой схемы push-pull (тяни-толкай). Его удобство для теста — в том, что у него два совершенно одинаковых двигателя с одинаковыми винтами, и он может летать на любом моторе из двух. Для теста определялась максимальная скорость при работающем тянущем двигателе и при толкающем (понятно, что разница в скорости даст точный практический ответ — какая схема эффективнее, с учетом всех факторов). Так вот с работающим толкающим винтом скорость самолета была больше на ~20 км/ч, чем с работающим тянущим. И это, между прочим, немало — с учетом того, что установка толкающего винта на Скаймастере далеко не оптимальна, в то время как установка тянущего взята с классической Цессны и вылизана до предела.

Также известны и результаты испытаний нашим ЛИИ «Дорнье-Пфайля» (фашистского тяни-толкая). Запомнилась фраза «На одном заднем двигателе скорость была существенно выше, чем на одном переднем». И совсем свежий пример — когда рутановский «Вояджер» (еще один тяни-толкай) шёл без посадки вокруг шарика, для экономии топлива выключали именно передний двигатель.

Могу лишь констатировать, что на отечественном рынке легкой авиации резко превалирует схема с толкающим винтом. И это несмотря на прекращение производства А-20. И не учитывая дельталеты, автожиры и паралеты. А уж если учитывать, то… сами понимаете.

Это потому, что русские — хитрые и умные. А тупые пиндосы как начали ездить в армии во время WW2 на Харлей-Дэвидсонах с их дурацкими V-образными двухцилиндровками и отдельной коробкой передач, соединенной с двигателем ремнём — так до сих пор и ездят, не понимая, что это — анахронизм и антинаучно. Соответственно и самолеты легкие у пиндосов до сих пор в массе такие, как будто их проектировали до войны, и как бы даже не до первой мировой.

А ведь было дело — были у них и такие машины:

Это довоенный Bell ХР-59 (да-да, той самой фирмы Bell, которая подарила СССР «Аэрокобры», а потом заполонила весь мир массовыми вертолетами). А вот вам Douglas XB-42 Mixmaster:

Еще на стадии аванпроекта были прекрасно продуманы все технические решения, которые предстояло воплотить в этом проекте. Оснащенный рядными двигателями жидкостного охлаждения «Аллисон» V-1710-125 мощностью по 1725 л. с., расположенными тандемно, самолет должен был поднимать до 3600 кг бомб — столько же, сколько несла первая «летающая крепость» В-17А. Причем, благодаря большому и длинному бомбоотсеку, новая машина могла брать на борт английские 1800-кг и 3600-кг бомбы повышенной мощности. Максимальная скорость оценивалась в 690-700 км/ч — для 1943 г. это фантастическая цифра. Такая невероятная для среднего бомбардировщика скорость достигалась путем максимального зализывания фюзеляжа, облагораживания его аэродинамики и, главным образом, благодаря применению ламинарного крыла. Расчетная дальность полета превосходила дальность В-17 последних серий.

Необходимо отметить, что в конструкции самолета не было предусмотрено никаких принципиально новых на 1943 г. материалов и технологий, освоение которых могло задержать передачу машин в серию. Но машина в серию не пошла, потому что американские генералы — дебилы. Их тупо испугал непривычный вид самолета.

А вот вам отечественный МиГ-8 летает в 1945 году:

Самолет собрал в себе кучу авангардных решений — толкающий винт, стреловидное крыло, схема «утка» (бесхвостка с ПГО и рулями на крыльях). Внезапно для скептиков, этот вот смешной самолёт не потерпел ни одной аварии, не имел предпосылок к лётным происшествиям. Накопленный на нем опыт применения стреловидных необдуваемых крыльев использован при постройке советских реактивных истребителей.

И хотя впрямую эта схема также показалась военным СССР слишком непривычной — но в реальности она и победила. Практически все современные истребители имеют толкающую схему (реактивный двигатель размещен в хвосте) — а машины реданной схемы (двигатель спереди) и с размещением двигателей на крыльях (как у Me-262) быстро сошли с арены, проиграв конкуренцию.

Надо заметить, что по очень близкой к винтовым машинам с толкающим винтом схеме сделаны реактивные высотные разведчики М-17 и М-55 «Геофизика» Мясищева. Там прямо вот классика — двухбалочный хвост, моторы сзади фюзеляжа перед хвостом:

Между прочим, по результатам продувок двухбалочная схема с двигателем в заднице фюзеляжа в КБ Мясищева признана наилучшей для дозвукового высотного самолета. Она даже лучше, чем чистое «летающее крыло» (с которым как раз куча проблем технологического и компоновочного свойства).

А теперь вы, конечно, спросите — отчего же схема с толкающими винтами (именно винтами!) всё-таки применяется не повсеместно — при таких-то преимуществах? Ответ очень простой — обдув крыла. Этот самый обдув крыла потоком воздуха от пропеллеров позволяет получить от крыла дополнительную подъемную силу не только при малой скорости движения самолета — но даже на вообще стоящем самолете. В результате можно добиться того, что самолетик типа Fieseler Fi.156 Storch (с чрезвычайно развитой механизацией крыла и высокоэффективным низкоскоростным профилем) на полном газу двигателя может взлететь буквально с места, без разбега:

На этом фото хорошо видна выпущенная механизация крыла (предкрылки и закрылки на весь размах крыла), а также заметна явно избыточная высота передних стоек шасси. Однако такое шасси сделано неспроста — именно оно задает оптимальный взлетный угол атаки крыла, позволяя взлетать почти без разбега.

В общем, вот тут и пролегает водораздел между двумя схемами. Нужен самолет для эффективного быстрого полета на большой высоте — схема с толкающим винтом выгоднее. Нужен самолет для взлета с коротких ВПП и полетов на малой скорости — схема с тянущим винтом выгоднее.

via

nyka.livejournal.com

Самолеты с толкающим винтом: genezis_files

Многим до сих пор кажется, что самолеты с толкающим винтом — это какая-то экзотика, и вообще придурь конструкторов-неформалов. Однако схема не только до сих пор применяется, но и применяется широко, а значит — это обусловлено какими-то важными преимуществами.

Одно из главных преимуществ — правильно спроектированный самолет с толкающим винтом имеет примерно на 20% более высокое аэродинамическое качество, чем аналогичный самолет с тянущим винтом. Это огромная цифра, за которую любой авиаконструктор чёрту душу продаст. Но откуда же берется такая разница?

Как известно, любой винт создает поток турбулентного (закрученного) за собой воздуха. Тянущий винт отбрасывает струю воздуха на фюзеляж, центроплан и крылья — причем этот поток, вращаясь, давит на одно крыло сверху, а на другое снизу, что вынуждает конструкторов как-то компенсировать этот вредный момент, теряя драгоценную мощность. Хуже того — поток, вращаясь вокруг фюзеляжа, вызывает вторичную турбулентность, на которой теряется существенная часть мощности. Частичной контрмерой служит удлинение носовой части фюзеляжа — но это паллиатив, даже многометровые носы не решают проблему, при этом удлинение фюзеляжа само по себе привносит дополнительное сопротивление воздуху и увеличивает массу конструкции.

Известно также, что воздух в полете уплотняется ближе к задней кромке крыла, что создает больше возможностей для винта, чтобы там от него эффективно оттолкнуться. Поэтому толкающий винт работает в среде более плотного воздуха и может лучше реализовать мощность — при прочих равных он может быть несколько меньшего диаметра и будет иметь меньшие потери.

Более того — свежие аэродинамические исследования показали, что толкающий винт, помещенный в заторможенный спутный след от обтекаемого тела, может давать тягу существенно бОльшую, чем тот же винт в открытом воздухе — причем рост КПД винта стремится к той же магической цифре +20%. Это дополнительно к уже давно известной разнице в аэродинамическом качестве самолета. Это произвело небольшую революцию во взглядах на оптимальные компоновки винтовых самолетов, и даже породило разработки специальных винтов для наиболее эффективной работы толкающими в сопутном следе.

На фото в заголовке вы видите современный (да что там — новейший!) ударно-разведывательный самолет AHRLAC (Advanced High Performance Reconaissance Light Aircraft) разработки ЮАР. Самолёт представляет собой цельнометаллический свободнонесущий высокоплан с одним турбовинтовым двигателем Pratt&Whitney Canada PT6А-66 мощностью 950 л.с. Особенность этого высокоплана — обратная стреловидность крыла, раздвоенный хвост и толкающий винт, который располагается в задней части фюзеляжа. Продолжительность полёта достигает 7,5 — 10 часов (что выдающееся достижение для столь легкой машины). Остальные ТТХ также внушают:

Максимальная скорость: 500 км/чПрактическая дальность: 2 100 кмПрактический потолок: 9 500 мБоевая нагрузка: 800 кг + пушка в фюзеляже

В общем, Ил-2 рыдает. И ведь в конструкции этого самолета в принципе нет никакого хайтека и никаких экзотических материалов, обычный клепанный дюраль и механическое управление тягами — сходную машину можно было без проблем построить до второй мировой войны. При этом схема выглядит чрезвычайно привлекательной именно для ударного самолета (включая пикирующий бомбардировщик) — компактная кабина, которую легко бронировать и которая вдобавок прикрыта сзади мотором, с прекрасным обзором и удобной установкой стрелкового вооружения, винт не мешает бомбометанию с отвесного пикирования, и так далее.

Надо сказать, что даже перед войной не все в СССР были идиотами, в материалах Новосибирского филиала ЦАГИ сохранился проект оригинальной летающей танкетки-штурмовика Москалёва «ЛТ» с мотором М-11 (имевшей также заводское обозначение «САМ-23») с такой вот схемой — мотор М-11 за кабиной, толкающий винт, двухбалочный хвост. Состав вооружения для самолета весом чуть более одной тонны был очень мощным: две пушки ШВАК с боекомплектом по 200 (в перегрузку по 500) снарядов; два ШKACa с боезапасом по 1500 (2000) патронов; четыре (шесть) РС-82 или 400 кг бомб (на двух держателях за счет PC и перегрузки). По расчетам, при установке более мощного мотора (например, М-17) можно было еще усилить бронирование и вооружение, а общий вес боевой нагрузки увеличить до 1500 кг. Мотор М-11 — это тот же самый мотор, что ставили на У-2, их в СССР было овердофига и стоили они копейки, да и М-17 уже ушел из «большой» авиации, их было множество после капремонтов, и было бы разумным использовать эти моторы именно на дешевых штурмовиках. Но — не взлетело. Заводы надрывались, делая сложные Ил-2, которых всё равно хватало на 2-3 вылета, а летчиков гнали в бой на учебных У-2.

А вот вам пример конструкторского минимализма с использованием толкающей схемы:

Это очень известный и популярный в мире самолетик Bede BD-5. «С тех пор как в прессе появилась первая информация о BD-5, — заметил популярный журнал «Флюгревю» (ФРГ), — весь авиационно-спортивный мир разделился на два лагеря: одни считают Джима Беде шарлатаном, а другие гением». Главное, что поражает сторонников и противников Беде — скорость, с которой летает его изящный самолетик, выглядящий как «настоящая», всамделишная машина. С 70-сильным двухтактным двигателем воздушного охлаждения «Микро» разгоняется до 373 км/ч. И хотя полетный вес стремительного моноплана составляет всего 322 кг, он оборудован закрытой просторной кабиной, убирающимся трехколесным шасси, закрылками, полным комплектом пилотажно-навигационного оборудования. Смехотворно мал расход топлива — 26,5 л за час полета с крейсерской скоростью 368,5 км/ч. Аэродинамика, благодаря которой BD-5 приобрел столь удивительную быстроту и экономичность, не в первый раз изумляет специалистов и дилетантов.

Самолетик продается в виде набора деталей для самостоятельной сборки, причем наборчик стоит в 10 раз дешевле самой дешевой Цессны. И надо заметить, что там тоже нет ничего сверхтехнологичного — основные элементы силового набора сделаны из фанеры и простых катанных профилей, обшивка — тонкий листовой алюминий (может быть заменен на перкаль — но зачем?).

Двигатель расположен в идеальном для центровки месте. Толкающий винт работает в лучших условиях, чем тянущий, — не тратит сил на бесполезную обдувку фюзеляжа. Так как пропеллер поднят над продольной осью самолета, нет необходимости в высоком шасси. Его легко сделать трехколесным, с носовой стойкой. Из-за 6лагоприятной центровки (все самые массивные агрегаты — вблизи центра тяжести) можно обойтись небольшими рулевыми поверхностями с коротким плечом от центра тяжести самолета. Фюзеляж укорачивается, пилоту не нужно прилагать больших физических усилий к рычагам управления. Компактный корпус более жесток и прочен. В целом достигается экономия в весе, а следовательно, и в затратах на постройку машины.

Предложив свой «конструктор» для взрослых, Джеймс Беде и его фирма честно выполнили правила игры: сборка самолета должна быть посильна мало-мальски опытным самодельщикам и занимать не более 500 рабочих часов. Каждая заготовка тщательно размечена, снабжена подробнейшими чертежами в масштабе 1:1 и обстоятельными рекомендациями по обработке и сборке. Брошюры, содержащие пооперационное руководство с точными ссылками на необходимые инструменты, выполнены наглядно и скрупулезно. Так же проста и сравнительно дешева эксплуатация собранного самолета. С учетом амортизации, расходов на обслуживание, профилактический ремонт, топливо, перелет «Микро» на короткое расстояние (Сан-Франциско — Лас-Вегас) занимающий 2,3 ч, стоит 8 долларов против 40 для лайнера «Боинг-747», 31 — для легкомоторной «цессны», 34 — для автобуса, 51 — для автомобиля и 16 — для мотоцикла.

Впрочем, поклонники разных схем спорят об их эффективности до сих пор, и это при том, что давно уже был поставлен классический эксперимент сравнения тянущего и толкающего винта на самолете Cessna Skymaster — вот таком.

Как вы видите, это двухмоторный самолет сравнительно редко применяемой схемы push-pull (тяни-толкай). Его удобство для теста — в том, что у него два совершенно одинаковых двигателя с одинаковыми винтами, и он может летать на любом моторе из двух. Для теста определялась максимальная скорость при работающем тянущем двигателе и при толкающем (понятно, что разница в скорости даст точный практический ответ — какая схема эффективнее, с учетом всех факторов). Так вот с работающим толкающим винтом скорость самолета была больше на ~20 км/ч, чем с работающим тянущим. И это, между прочим, немало — с учетом того, что установка толкающего винта на Скаймастере далеко не оптимальна, в то время как установка тянущего взята с классической Цессны и вылизана до предела.

Также известны и результаты испытаний нашим ЛИИ «Дорнье-Пфайля» (фашистского тяни-толкая). Запомнилась фраза «На одном заднем двигателе скорость была существенно выше, чем на одном переднем». И совсем свежий пример — когда рутановский «Вояджер» (еще один тяни-толкай) шёл без посадки вокруг шарика, для экономии топлива выключали именно передний двигатель.

Могу лишь констатировать, что на отечественном рынке легкой авиации резко превалирует схема с толкающим винтом. И это несмотря на прекращение производства А-20. И не учитывая дельталеты, автожиры и паралеты. А уж если учитывать, то… сами понимаете.

Это потому, что русские — хитрые и умные. А тупые пиндосы как начали ездить в армии во время WW2 на Харлей-Дэвидсонах с их дурацкими V-образными двухцилиндровками и отдельной коробкой передач, соединенной с двигателем ремнём — так до сих пор и ездят, не понимая, что это — анахронизм и антинаучно. Соответственно и самолеты легкие у пиндосов до сих пор в массе такие, как будто их проектировали до войны, и как бы даже не до первой мировой.

А ведь было дело — были у них и такие машины:

Это довоенный Bell ХР-59 (да-да, той самой фирмы Bell, которая подарила СССР «Аэрокобры», а потом заполонила весь мир массовыми вертолетами). А вот вам Douglas XB-42 Mixmaster:

Еще на стадии аванпроекта были прекрасно продуманы все технические решения, которые предстояло воплотить в этом проекте. Оснащенный рядными двигателями жидкостного охлаждения «Аллисон» V-1710-125 мощностью по 1725 л. с., расположенными тандемно, самолет должен был поднимать до 3600 кг бомб — столько же, сколько несла первая «летающая крепость» В-17А. Причем, благодаря большому и длинному бомбоотсеку, новая машина могла брать на борт английские 1800-кг и 3600-кг бомбы повышенной мощности. Максимальная скорость оценивалась в 690-700 км/ч — для 1943 г. это фантастическая цифра. Такая невероятная для среднего бомбардировщика скорость достигалась путем максимального зализывания фюзеляжа, облагораживания его аэродинамики и, главным образом, благодаря применению ламинарного крыла. Расчетная дальность полета превосходила дальность В-17 последних серий.

Необходимо отметить, что в конструкции самолета не было предусмотрено никаких принципиально новых на 1943 г. материалов и технологий, освоение которых могло задержать передачу машин в серию. Но машина в серию не пошла, потому что американские генералы — дебилы. Их тупо испугал непривычный вид самолета.

А вот вам отечественный МиГ-8 летает в 1945 году:

Самолет собрал в себе кучу авангардных решений — толкающий винт, стреловидное крыло, схема «утка» (бесхвостка с ПГО и рулями на крыльях). Внезапно для скептиков, этот вот смешной самолёт не потерпел ни одной аварии, не имел предпосылок к лётным происшествиям. Накопленный на нем опыт применения стреловидных необдуваемых крыльев использован при постройке советских реактивных истребителей.

И хотя впрямую эта схема также показалась военным СССР слишком непривычной — но в реальности она и победила. Практически все современные истребители имеют толкающую схему (реактивный двигатель размещен в хвосте) — а машины реданной схемы (двигатель спереди) и с размещением двигателей на крыльях (как у Me-262) быстро сошли с арены, проиграв конкуренцию.

Надо заметить, что по очень близкой к винтовым машинам с толкающим винтом схеме сделаны реактивные высотные разведчики М-17 и М-55 «Геофизика» Мясищева. Там прямо вот классика — двухбалочный хвост, моторы сзади фюзеляжа перед хвостом:

Между прочим, по результатам продувок двухбалочная схема с двигателем в заднице фюзеляжа в КБ Мясищева признана наилучшей для дозвукового высотного самолета. Она даже лучше, чем чистое «летающее крыло» (с которым как раз куча проблем технологического и компоновочного свойства).

А теперь вы, конечно, спросите — отчего же схема с толкающими винтами (именно винтами!) всё-таки применяется не повсеместно — при таких-то преимуществах? Ответ очень простой — обдув крыла. Этот самый обдув крыла потоком воздуха от пропеллеров позволяет получить от крыла дополнительную подъемную силу не только при малой скорости движения самолета — но даже на вообще стоящем самолете. В результате можно добиться того, что самолетик типа Fieseler Fi.156 Storch (с чрезвычайно развитой механизацией крыла и высокоэффективным низкоскоростным профилем) на полном газу двигателя может взлететь буквально с места, без разбега:

На этом фото хорошо видна выпущенная механизация крыла (предкрылки и закрылки на весь размах крыла), а также заметна явно избыточная высота передних стоек шасси. Однако такое шасси сделано неспроста — именно оно задает оптимальный взлетный угол атаки крыла, позволяя взлетать почти без разбега.

В общем, вот тут и пролегает водораздел между двумя схемами. Нужен самолет для эффективного быстрого полета на большой высоте — схема с толкающим винтом выгоднее. Нужен самолет для взлета с коротких ВПП и полетов на малой скорости — схема с тянущим винтом выгоднее.

via

genezis-files.livejournal.com

Советский двухмоторный истребитель конструкции А.

Советский двухмоторный истребитель конструкции А. С. Москалева. Два мотора «Рено» по 220 л. с. были расположены в носу и сзади фюзеляжа по схеме «тяни-толкай», хвост был заменен двубалочной схемой («рама»). Самолет выполнен очень чисто аэродинамически, площадь крыла — всего 9,0 кв. метров. В результате было достигнуто исключительно низкое сопротивление, такое же как у одноместного истребителя САМ-12 с таким же двигателем в 220 л. с., но одним. Вооружен четырёмя пулемётами «УльтраШКАС» имевшими скорострельность 50 выстр./сек каждый (самый скоростной из когда-либо выпускавшихся серийно одноствольных пулеметов), общая огневая производительность — 200 пуль в секунду, каждая весом ~9,6 г. Максимальная скорость у земли замерялась только с выпущенной носовой стойкой шасси и составила от 520 до 560 км/ч. Мотор высотный, расчетная скорость на высоте ок. 5 км — 700 км/ч. На испытаниях в аэродинамической трубе получено 680 км/ч для высоты. Полная масса — 1183 кг. Дальность 850 км. Проходил заводские испытания весной 1940 г., государственных и прочих не было, потому что заместитель наркома авиационной промышленности А.С. Яковлев «спустил их на тормозах», так как в этом случае его истребители типа Як-1 с максимальной скоростью на 100 км/ч ниже, чем у крохотного САМ-13 выглядели бы не вполне отвечающим условиям времени. По всей видимости это самый скоростной и самый дешевый из доступных для серийного производства истребителей созданных до 1942 г.Обычной проблемой самолетов с двигателями расположенными по схеме «тяни-толкай» было то, что поток воздуха от кормового винта снижал управляемость — сталкивались встречные потоки воздуха от носового и кормового двигателей и эффективность хвостового оперения резко падала.

Поскольку на САМ-13 применена схема «рамы», то оба двигателя находятся по одну сторону от хвоста, и такая проблема, стоившая, возможно, карьеры Do-335 Pfeil (самолет немного «вихлял» на больших скоростях) на САМ-13 не возникала. Меж тем, значимость этого момента для схемы «тяни-толкай» была крайне велика: «…проблему составляла недостаточная устойчивость самолета в горизонтальном полете. Это обязательно сказалось бы на точности огня. Самолёт хорошо слушался элеронов, чего нельзя было сказать о хвостовом оперении. Особенно низкая эффективность отмечалась у руля высоты. Имевшиеся триммеры практически не оказывали влияния на работу рулей и начинали ощущаться только при одном переднем работающем двигателе… Тут провели первые пробные стрельбы. К сожалению, неустойчивость самолета снова дала о себе знать, и испытания закончились полным провалом. На любых скоростях, самолет так и не смог поразить цель. Это поставило крест на карьере самолёта как истребителя, по крайней мере, до тех пор, пока проблему не удалось бы разрешить.» Интересно и то, что в конструкции все ещё оставались возможности для дальнейшего совершенствования: нагрузка на крыло могла быть повышена не менее чем в 1,5 раза, с 131,5 кг/кв.м до ~195 кг/кв.м (как у Як-9Д, серийно выпускавшегося с 1943 г., или у МиГ-3 серийно выпускавшегося с 1940 г.). Строго говоря, и это не было пределом — нагрузка на крыло у И-185-М-71 — 240 кг/кв.м, как и у СК-2. Следовательно, никаких принципиальных ограничений для сокращения площади крыла до 6,0 кв.м. или даже до 4,9 кв.м. не существовало. Это значительно снизило бы индуктивное сопротивление крыла, которое на больших скоростях создает не менее половины общего аэродинамического сопротивления самолета. Как мы видим, существовала возможность получить скорость значительно более 700 км/ч на той же конструкции, лишь с некоторыми переделками. Кроме того, существовали и значительные возможности в смысле моторов: аналогичные моторам «Рено» моторы Бессонова вполне можно было модернизировать в сторону повышения степени сжатия, а затем и прямого впрыска в цилиндры, что также могло дать прирост скорости 700+.

Взято с Википедии.

kras-mobis.narod.ru