95為什么能飛那么快?—航鐵集團(tuán)

發(fā)布日期:2024/8/20

雖然這款飛機(jī)是螺旋槳式的,但其最大速度可達(dá)925公里/小時(shí),可與噴氣式飛機(jī)相媲美。它為何能達(dá)到如此高的速度?原因之一就在于螺旋槳的形狀。

圖-95裝備了4臺發(fā)動(dòng)機(jī),每根軸上都裝有兩組螺旋槳。這種螺旋槳配置被稱為“同軸反轉(zhuǎn)螺旋槳”。這兩組螺旋槳分別以左旋和右旋旋轉(zhuǎn),即它們以相反的方向旋轉(zhuǎn),從而相互抵消了力量。

螺旋槳飛機(jī)無論是往復(fù)式的活塞發(fā)動(dòng)機(jī)還是渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī),都會根據(jù)“作用與反作用原理”產(chǎn)生與旋轉(zhuǎn)螺旋槳相反方向的額外力(稱為反扭矩)。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的增加,這種額外力也會增大。

例如,對于單發(fā)飛機(jī),在水平飛行中,如果螺旋槳是右旋的,則會施加向左行進(jìn)的力。于是現(xiàn)代的單發(fā)螺旋槳飛機(jī)有時(shí)會故意使飛機(jī)重量左右不均勻等,但這會使得飛機(jī)操縱變得不那么直觀。對于雙發(fā)或四發(fā)飛機(jī),除了將發(fā)動(dòng)機(jī)以一定角度安裝在機(jī)身上之外,還可以采取像空客A400M那樣,使左右螺旋槳以相反方向旋轉(zhuǎn),以實(shí)現(xiàn)直線前進(jìn)。

不依賴這些措施來穩(wěn)定機(jī)身,并將發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的多余能量高效地轉(zhuǎn)換為推力,這就是同軸反轉(zhuǎn)螺旋槳的設(shè)計(jì)理念。在同一個(gè)軸上設(shè)置兩組螺旋槳,并且讓它們朝相反方向旋轉(zhuǎn),可以相互抵消試圖朝相反方向推動(dòng)的力量,防止無謂的能量消耗。

得益于此,圖-95能夠?qū)崿F(xiàn)前文提到的925公里/小時(shí)的作為螺旋槳飛機(jī)的驚人高速。這一速度在2024年仍在服役的螺旋槳飛機(jī)中是最快的。

安-70運(yùn)輸機(jī)的二重反轉(zhuǎn)螺旋槳

實(shí)際上,同軸反轉(zhuǎn)螺旋槳技術(shù)早在20世紀(jì)30年代,即第二次世界大戰(zhàn)之前就已經(jīng)出現(xiàn)。最初是用于競賽的水上飛機(jī)。在戰(zhàn)爭中,這種高速特性使得它在戰(zhàn)斗機(jī)中也被多次考慮采用,不僅有原型機(jī),還有少量的量產(chǎn)機(jī)也搭載了這種螺旋槳。然而,由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,維護(hù)效率低,成本高,以及整體重量增加等缺點(diǎn),它并沒有被大規(guī)模生產(chǎn)采用。

除了普通飛機(jī)之外,直升機(jī)也采用了類似的機(jī)制。例如,Sikorsky(美國西科斯基飛行器公司,已于2015年被洛克希德馬丁公司以90億美元的價(jià)格收入囊中)的S-97 Raider直升機(jī)就采用了同軸反轉(zhuǎn)旋翼設(shè)計(jì),這種設(shè)計(jì)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)高速飛行,還能保持低噪音和高機(jī)動(dòng)性。