Турбовинтовой двигатель


Турбовинтово́й дви́гатель — тип газотурбинного двигателя, производящий тягу в основном путём вращения винта.

Лишь небольшая часть производимой энергии составляет выхлоп реактивной тяги. Основная же часть энергии горячих газов используется для привода воздушного винта через понижающий частоту вращения понижающий редуктор[1]. Его наличие обусловлено необходимостью уменьшения скоростей обтекания концов лопастей до дозвуковых.

Существуют две основные разновидности турбовинтовых двигателей: двухвальные, или со свободной турбиной (наиболее распространенные в настоящее время), и одновальные. В первом случае между газовой турбиной (называемой в этих двигателях газогенератором) и трансмиссией не существует механической связи, и привод осуществляется газодинамическим способом. Воздушный винт не находится на общем валу с турбиной и компрессором. Турбин в таком двигателе две: одна приводит в движение компрессор, другая (через понижающий редуктор) — винт. Такая конструкция имеет ряд преимуществ, в том числе и возможность работы силового агрегата самолёта на земле без передачи на воздушный винт (в этом случае используется тормоз воздушного винта, а работающий газотурбинный агрегат обеспечивает самолёт электрической мощностью и воздухом высокого давления для бортовых систем). Во втором случае (как видно из названия) турбина с компрессором и винт расположены на одном валу.

В связи с уменьшением эффективности воздушного винта при увеличении скорости полёта, турбовинтовые двигатели в основном распространены на относительно малоскоростных летательных аппаратах, таких как самолёты местных авиалиний и транспортные самолёты. Исключение составляет стратегический бомбардировщик Ту-95 и самолеты, созданные на его базе (Ту-114, Ту-126, Ту-142), летающие со скоростью порядка 800 км/ч. По экономическим соображениям могут ограниченно применяться для боевых самолётов, например, в силовой установке аргентинского штурмовика FMA IA 58 Pucará (обр. 1974), рассчитанного на антипартизанские действия, использовались 2 французских турбореактивных двигателя Turboméca Aztazou XVIG[2]. Другой пример — бразильский штурмовик Embraer EMB 314 Super Tucano, который в ряде стран тоже применялся как контрпартизанский самолёт.

Если учесть, что турбовинтовой двигатель работает только на дозвуковых скоростях, а турбореактивные двигатели лучше использовать для получения очень больших скоростей полёта, то можно сделать вывод, что в некотором диапазоне скоростей комбинирование этих двух двигателей является оптимальным решением (турбовентиляторный двигатель).

Ввиду того, что как лопасти вентилятора, так и лопасти винта для эффективного функционирования должны работать на дозвуковых скоростях, вентилятор в кольцевом обтекателе (который понижает скорость набегающего потока) является более эффективным на больших скоростях.