Зачем Ту-95 двойные пропеллеры на двигателях?

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.