Техника - молодёжи 1986-03, страница 29

СУДЬБЫ ТЕХНИЧЕСКИХ ИДЕИ

авиации», совершив настоящий переворот: ТВД прочно утвердились в качестве двигательной установки пассажирских и транспортных самолетов, то есть там, где требования экономичности являются основными, а ТРД позволили освоить новые, невиданные доселе скорости и высоты. Тем не менее развитие грузо-пассажирских перевозок требовало больших скоростей полета, чем у самолетов, оснащенных ТВД и обычными пропеллерами, а энергетический кризис вызвал необходимость улучшения экономических характеристик двигательных установок.

Совершенствование турбореактивных двигателей привело к созданию двухконтурных, или, как еще говорят, турбовентиляторных двигателей. Они, по сути, занимают промежуточное положение между ТРД и ТВД, так как вентилятор, он же первая ступень компрессора, можно рассматривать как многолопастный пропеллер малого диаметра, заключенный в кольцевой обтекатель. Экономичность этих двигателей оказалась в среднем

на 25% выше, чем у ТВД, и позволила достичь крейсерских скоростей полета порядка 800 км/ч. Сейчас именно они заняли главенствующее положение в пассажирской и транспортной авиации Но все же инженерная мысль продолжала поиск путей совершенствования пропеллера, тем более что появилась надежда создания двигательной установки с еще большей, на 20—30%, экономичностью, чем у двухконтурных ТРД, на тех же скоростях.

Почему же традиционный воздушный винт перестал удовлетворять потребностям практики? Тяга, создаваемая им, линейно зависит от массы воздуха, которую он отбрасывает, или, как принято говорить, от расхода воздуха. Ее увеличение обычно достигалось за счет большей скорости вращения лопастей, увеличения диаметра винта и количества лопастей. Но, как оказалось, этот путь совершен-, ствования пропеллера имеет естественные ограничения. Известно, что скорость обтекания воздушного винта складывается из вектора

скорости полета и вектора окружной скорости вращения лопастей. Практически лопасть представляет собой сильно нагруженное дозвуковое крыло, работающее в непрерывно изменяющихся условиях. При увеличении скорости вращения лопастей винта большого диаметра его сила тяги резко падает. Дело в том, что, когда концы лопастей достигают почти звуковой скорости, возникает явление сжимаемости воздуха. Это приводит к увеличению его сопротивления и потере силы тяги, как говорят, винт «запирается»,

А что, если лопасть винта сделать как крыло сверхзвукового самолета? Оно, как известно, имеет стреловидную форму, меньшее удлинение, и его профиль гораздо тоньше. Главные принципы нового поколения пропеллеров достаточно просты, все остальное гораздо сложнее. Есть все основания считать его детищем века ЭВМ, поскольку только с помощью компьютера удалось учесть все разнообразие факторов, действующих на лопасти винта в полете, и вы

Советская летающая лаборатория, на которой испытан винт-вентилятор.