В основі інженерної думки лежить невпинне прагнення розв’язувати проблеми, оптимізувати процеси та витискати максимум ефективності з кожної створеної системи. Особливо це стосується авіаційного проєктування, де літаки мають обмежений простір та потужність, але при цьому повинні бути максимально ефективними. Історично склалося так, що більшість літаків покладалися на один пропелер для створення тяги. Однак ця парадигма змінилася з появою революційного інженерного рішення в історії авіації: пропелерів із зустрічним обертанням. На відміну від стандартних гвинтів, вони складаються з двох комплектів лопатей на одній осі, які обертаються у протилежних напрямках.
Багато літаків з гвинтовими двигунами, що їх сьогодні використовують збройні сили, працюють з одним пропелером. Ці літаки рухаються вперед, відштовхуючи повітря назад. Водночас це створює певний обертовий потік повітря, який не тільки не сприяє руху літака вперед, але й може навіть дестабілізувати його. Коли ж додається другий пропелер, що обертається в протилежний бік, літак може використати цей обертовий потік повітря для підвищення ефективності. Окрім збільшення тяги, це також покращує стабільність, додаючи, за оцінками, від 6% до 16% більше потужності. Геніальність цього рішення полягає в одночасному розв’язанні двох проблем: стабільності та ефективності. Пропелери із зустрічним обертанням можуть виробляти більше тяги без потреби у довших лопатях чи потужніших двигунах, а також вони врівноважують дестабілізуючу обертову силу, від якої страждають одногвинтові двигуни. Саме цей баланс зробив їх надзвичайно популярним вибором для військових і великих вантажних літаків.
Пропелери із зустрічним обертанням увійшли в історію авіації
Пропелери із зустрічним обертанням так і не набули широкого поширення в комерційній авіації, проте збройні сили по всьому світу часто використовували їх для великих, важких літаків після того, як технологію запатентував видатний англійський інженер Фредерік В. Ланчестер у 1907 році. Ланчестер, якого вважають одним із батьків автомобілебудування та авіації у Великій Британії, заклав основи для багатьох подальших інженерних розробок. Тож цілком логічно, що саме британці першими оснастили такими пропелерами свої літаки, як-от патрульний літак Avro Shackleton та Fairey Gannet. Avro Shackleton – це відомий далекомагістральний морський патрульний літак, що відігравав важливу роль у післявоєнний період, тоді як Fairey Gannet був протичовновим літаком, що використовувався Королівським флотом. Цю технологію також застосували на одному з найдивовижніших винищувачів, які коли-небудь літали у Сполучених Штатах: Convair XFY “Pogo”. Це був експериментальний винищувач вертикального зльоту та посадки, що мав надзвичайно незвичайну конструкцію та зовнішній вигляд. Завдяки цій розумній інженерній розробці, система подвійних пропелерів дозволяла літакам генерувати достатню тягу без необхідності перевищувати безпечні діаметри гвинтів.
Згодом до цієї розмови долучилися й СРСР, які розвинули технологію ще далі. У 1950-х роках Радянський Союз поєднав турбогвинтовий двигун Кузнецов НК-12 з пропелерами із зустрічним обертанням для приводу легендарного бомбардувальника Туполєв Ту-95 “Ведмідь”. Кузнецов НК-12 – один з найпотужніших турбогвинтових двигунів у світі, а Ту-95 – стратегічний бомбардувальник, який досі перебуває на озброєнні та є символом радянської авіаційної потужності. Цей літак і сьогодні, у 2025 році, може виробляти більше потужності, ніж будь-який інший турбогвинтовий літак. Проте пропелери із зустрічним обертанням мали і свої недоліки. Вони були гучними, складними та важкими. Проблема шуму, зокрема, була тією причиною, чому їх ніколи не використовували для пасажирських рейсів.
Від літаків до морських суден: Універсальність конструкції
Хоча реактивні двигуни з часом затьмарили гвинтові літаки, пропелери із зустрічним обертанням продовжують залишатися захопливим прикладом інженерної ефективності. Технологія перейшла й до морської інженерії, де пропелери із зустрічним обертанням були адаптовані для кораблів і підводних човнів. У морських застосуваннях ці пропелери можуть ще більше підвищити ефективність, досягаючи приросту до 20%. Вони також мають перевагу у зниженні кількості вібрацій та бульбашок випаровування, що утворюються у воді. Це, своєю чергою, може зменшити деградацію пропелерів. Загалом, така конструкція дозволяє пропелерам меншого діаметра ефективніше рухати великі танкери та вантажні кораблі. Це може зменшити кількість необхідного пального приблизно на 12%, що також робить усю експлуатацію дешевшою.
Попри те, що сучасні реактивні двигуни продовжують ставати більшими та досконалішими, пропелери із зустрічним обертанням все ще здатні на багато чого завдяки своїм відносно невеликим розмірам. Незалежно від того, чи використовуються вони на бомбардувальниках, що ревуть у небі, чи на суднах, що пливуть океаном, пропелери із зустрічним обертанням довели свою геніальність як інженерне рішення, яке покращило систему без необхідності її повної переробки.
