Tupolev Tu-95 "Bear"

[kenavf]

Ty "pomale" otacky vrtuli je nejaky opticky klam pri nataceni ?
Kolik vlastne toci vrtule pri cestovni rychlost?

https://ru.wikipedia.org/wiki/НК-12

Номинальная скорость вращения вала двигателя — 8300 об/мин, каждого из двух винтов — 735 об/мин. НК-12 является самым мощным[2] и экономичным турбовинтовым двигателем в мире (удельный расход топлива в крейсерском полете — 0,161 кг/л.с.⋅ч), его также отличает чрезвычайно высокая надёжность.

Nominálne otáčky hriadeľa motoru sú 8300ot/min,každej z dvoch vrtulí 735ot/min.NK-12 je najvýkonnejší a najekonomickejší turbovrtulový motor na svete.Vyznačuje sa tiež nezvyčajnou spolahlivosťou.

Otázka:
Vtedy navrhly pre TU-95 turbovrtulové motory možno z dôvodu,že pri prúdových by nedosiahli stanovené ciele.(Aj u B-52 sa diskutovala možnosť turbovrtulového pohonu).Aký variant by asi volili neskôr,veď napríklad aj A400 má turbovrtulový pohon.Aké sú výhody a nevýhody turbovrtulového vs. prúdový,pre danú kategoriu lietadla?

[Alchymista]

Krátko k pohonu A400:
4x motor Europrop TP400-D6; hmotnosť 1890 kilogram; výkon 8250 kW; špecifická spotreba 0,238 kg/kW.h (~7854kg paliva na hodinu letu); špecifický výkon 4,41 kW/kg
4x osemlisté vrtule Ratier-Figeac FH385 a FH386 (reverzovateľné!) priemer 5,3m
pohon Tu-95 posledných verzí
4x motor NK-12 (údaje pre verziu MV); hmotnosť 2900kg, výkon 11035kW, špecifická spotreba 0,219 kg/kW.h (~9666kg paliva na hodinu letu); špecifický výkon 3,7 kW/kg
4x protibežné štvorlisté vrtule AV-60N, priemer 5,6m

Podotýkam, že počítať hmotnosti a špecifický výkon a na základe neho posudzovať motory a pohonné jednotky je veľmi ošemetná záležitosť, pretože na západe, v USA a v Rusku sa to počíta odlišne, hlavne preto, že každý si započítava do hmotnosti motoru iné súčasti atak kým u rusov môže byť napríklad reduktor počítaný ako súčasť motoru, u TP400 to tak nemusí, podobne napríklad závesy (to je typické hlavne u raketových motorov - američania ich počítajú do konštrukcie draku a tak im systematicky vychádza lepšie TWR motorov, ale Ck a TWR celého raketového stupňa naopak horšie)

Takže k porovnaniu:
Aký dolet a bojový rádius požaduješ? Pri akej nosnosti, dostupe a preletovej a maximálnej rýchlosti?
Konštrukcia B-52 s ôsmimi motormi TF-33 je rozmerovo väčšia a má väčšiu maximálnu štartovaciu hmotnosť, lietadlo je i celkovo výkonnejšie (dolet, dostup, maximálna rýchlosť). Ale - prázdna hmotnosť je menšia alebo rovnaká ako u rozmerovov menšieho Tu-95 (B-52 má o cca šesť metrov väčšie rozpätie krídiel). Podľa verzie, samozrejme, je to 74400kg u B-52B proti 83100kg u pôvodného Tu-95 a 83250kg u B-52H proti 98500kg u Tu-95MS).

motor TF-33 má hmotnosť okolo 1950kg a ťah 75,6kN - špecifická spotreba je 22g/kN.s (~33897kg paliva na hodinu letu)
motor J57 (pôvodné verzie B-52) má hmotnosť 1585kg, a ťah 53,5kN - špecifická spotreba je 22.24g/kN.s (~34267kg paliva na hodinu letu)
Je tu zdanlivo veľký nesúhlas v spotrebe lietadla na hodinu letu, a nenapadá ma žiadne rozumné vysvetlenie okrem jedného - B-52 lieta väčšinou so stiahnutým plynom a vypočítaná spotreba zodpovedá maximálnemu ťahu motorov, ktorý sa využíva len pri štarte.

[Franz Trubka]

Alchy, omlouvam se, zrejme jsem mimoradne natvrdly.
Spotreba jednoho motoru TF 33 je skutecne 33 897 kg paliva za hodinu letu?
B 52 ma tech motoru 8, celkovou spotrebu pri 16 hodin trvajicim hlidkovem letu radsi nebudu pocitat.
Nebo Tebou uvadena spotreba se tyka vsech 8 motoru?

[Alchymista]

Spotrebu na hodinu letu som počítal vždy pre lietadlo - všetky motory.

[Alfik]

Vrtule se otáčí tak rychle (pomalu), aby na konečcích jejích listů nedošlo k místnímu překročení rychlosti zvuku. Tím místním se rozumí, aby k němu nedošlo ani na horní (přední), čili sací, straně listů. To totiž ničí vrtuli a motor, a snižuje efektivitu (snižuje tah a souč. zvyšuje odpor - přidáš plyn a letíš pomalejc).
No a čím je průměr vrtule větší, tím musí být její otáčky nižší. A aby toho nebylo málo, tak nějakej Ludolf přikázal, že obvod kruhu, v němž se konečky listů vrtule pohybují, se zvětší 3,141592 krát to, o co je větší ten průměr. Takže vrtule s o jeden metr větším průměrem, má obvod větší o 3,141592 metrů.
Z toho se dají snadno vypočítat maximální otáčky pro jakýkoli průměr vrtule, bez ohledu na to, jestli se jedná o vrtuli poháněnou turbohřídelovým, pístovým, nebo třeba parním pohonem.
Ve skut. je to trošku složitější výpočet, protože vrtule se pohybuje nejen v oblouku, ale i dopředu, ale to Ludolfovo číslo je rozhodující, udělá ve výpočtu největší nárůst a pro orient. výpočet stačí počítat s kruhovu rychlostí bez osového posuvu.
Takžem Franzi, "pomalá" vrtule je výsledkem skládání dvou věcí: skutečně pomalé vrtule oproti "malým" letadlům ("malým" vrtulím), a interference snímacího systému s míháním listů (efekt stroboskopu - na nových kamerách, vč. na mobilech apod., je vidět "pokroucené" listy vrtule). Asi si vzpomeneš, že na starších filmech (točených na filmový pás) se ukazoval při rozjezdu kočáru/byciklu/auta zajímavý klam, totiž že se loukotě kola otáčela dopředu, pak jako by se roztočila dozadu... podle poměru mezi počtem snímků a rychlostí kola

[HONZIK11]

Nádherná fotka modernizovaného medvěda. Tu 95 MC

registrační číslo RF-94128, název "Saratov" .
První foto s novými dvoubodovými závěsníky pro blíže neupřesněný typ strategických střel.
http://russianplanes.net/id157289

[Julesak]

Ako sa dá vlastne rozoznať modernizovaný medveď (Tu-95MSM?) od nemodernizovaného (TU-95MS6/MS16)?

Za predpokladu že nenesie závesníky? Tie by mali byť pre riadené strely Ch-101 (s konvenčnou hlavicou)/102 (s jadrovou hlavicou), nástupcu typu Ch-55.

[Grif]

Ještě k těm vrtulím. Někde jsem viděl použití vrtulí typu propfan. Tedy ty krátké srpy. Používají je medvědi?

[skelet]

Propfan používá An-70, Tu-95/142 má "klasické" vrtule.

[Alchymista]

Ako sa dá vlastne rozoznať modernizovaný medveď (Tu-95MSM?) od nemodernizovaného (TU-95MS6/MS16)?

Jedine asi identifikovať ktorý stroj je ktorej verzie a potom presne porovnávať antény na trupe - a tiež to nemusí viesť k žiadnemu rozumnému výsledku.

[Alfik]

Ještě k těm vrtulím. Někde jsem viděl použití vrtulí typu propfan. Tedy ty krátké srpy. Používají je medvědi?

Ne, jak napsal už Skelet. Propfan má výhodu vyšší účinnosti (ale jen o promile) a nižšího hluku - ale tyto výhody má jen v malých výškách. Takže pro letadlo které má létat velmi vysoko nemá propfan až takovou výhodu.
Na druhé straně má i nevýhody - je mnohem složitější, jak listy (tvarování - to se projeví jak na složitosti návrhu a výroby, tak na rychlosti olétání a nutnosti lepší údržby i rychlejší výměny), tak především složení hlavy vrtule, vč. systému nastavování, a navíc (a to je asi nejhorší problém) - jak se listy nastavují, tak se projevuje problém se změnou účinného tvaru listu - prostě ta "šavle" se změní, její úhel nastavení se na každé části "šavle" změní oproti jiným částem, a to podstatně. U rovných listů se to neprojevuje nebo jen zanedbatelně.
Ani u civilních letadel se propfan zas tak snadno nezavádí, což nám ukazuje, že je to tak na hraně poměru toho, co to stojí a toho, co z toho můžeme vydolovat... Srv. např. se zaváděním wingletů - tam, kde se vyplatí, se používají, tam kde ne, tam ne.

[Alchymista]

K wingletom - videl som "winglet" na ruskom Tu-154. Nebyť toho, že bol oranzový, tak si ho na prvý pohľad ani nevšimnem - krídlo bolo doplnené len asi pol až trištvrte metra dlhým koncovým úsekom, hoci so "zaujímavým" tvarovaním. Žiadna nápadná vztýčená plocha ako u B737 alebo plutvička ako u airbusov.

[Alfik]

Klasický winglet řeší vlastně "jen" vír na konci křídla, takže vlastně jakoby nastavoval křídlo do délky a tím virtuálně zvyšuje štíhlost. Takže, pokud bychom prodloužili křídlo, a třeba až do špičky, dostaneme podobný či stejný výsledek. Možná tedy že se nejedná o winglet, ale o nástavec na konec křídla.
Na wingletech je právě vidět, že sice zlepšují ekonomii letu, ale právě jen a pouze v daném režimu letu - jinak (v jiných úhlech náběhu a jiných rychlostech letu) naopak zvyšují odpor a zhoršují ovladatenost. Takže - pokud máme letadlo, o kterém předpokládáme dlouhou dobu letu v přesné konfiguraci, můžeme ušetřit. To je ale doména civiláků, u vojenských letadel je nutno naopak dbát o variabilitu. A to právě se týká i toho propfanu. I ten vyhovuje jen při dlouhém letu v určitých výškách - a to je pro voj. užití spíše na obtíž.

[HONZIK11]

Ještě jako doplnění :

Propfan je kombinace dvouproudového turboventilátorového a turbovrtulového motoru . Jeho maximální účinnost na rozdíl od klasického protiběžného turbovrtulového pohonu je 90procent při 900km/h.
Turbovrtulový má účinnost 80procent při 600km pak už účinnost neroste naopak u propfanu se se zvýšenou rychlostí účinnost ještě zvyšuje.
Výhodou kromě účinnosti je nejen menší průměr listů ale i menší hlučnost. Nedá se jen tak naroubovat na starý motor , ten se musí navrhnout od píky nový. Problém u Rusů je ten , že se celou dobu financovala výroba fanů u JSC motor Sich na Ukrajině ,dokonce v posledních letech Rusi utratili v Antonovu 9miliard rublů na dokončení AN 70 ,kde právě podstatná část šla do vývoje motorů a vrtulí. ty se měly použít i u nového BERIEVU .Minulý týden oznámili přerušení spolupráce se Záporožím a požádali o návrat investic s tím , že se výroba může převést do Stupina u Moskvy jinak dojde k soudním sporům a ty budou sakra drahé.

[Skeptik]

Ještě trochu jinak ... propfan není "vrtule", je to typ proudového motoru. Nejlépe se to demonstruje na anglických názvech:
turbojet (jednoproudový motor) ... kompresor i turbína pracují ve stejné "rouře" a celý proud vzduchu protéká motorem
turbofan (dvoupoudový motor) ... přebytek výkonu turbíny pohání "předimenzované" kompresor část vzduchu z dmychadla jde mimo turbínu a zvyšuje tah, to kolik je dáno pobočkovým poměrem.
turboprop (turbovrtulový motor) ... přebytek výkonu turbíny je plně převáděn na hřídel vrtule.
propfan ("dvouproudový motor s otevřeným kompresorem" nebo prostě propfan ) ... jako dvouproudový motor, ale některé stupně kompresoru pracují "mimo rouru" = lopatky mají menší délku, ale větší rychlost otáčení.

Jinak výhody již byly popsány - menší spotřeba paliv než turbofan a větší cestovní rychlost než turboprop. EDIT: Konstatování o hlučnosti odstraněno, můj omyl.
NK-12 z Tu-95 je turboprop.

[kwaak]

propfan určitě nemá nejnižší hlučnost, naopak hluk je jeden z hlavních protiargumentů
další problém v civilních aplikacícj je zřejmš potenciální uncointained failure, kde odlétající lopat dokáže udělat dost škody (nevím v čem je rozdíl proti turbortulákům, ale v diskuzích jsem to u propfanu viděl zmiňované často)

test na MD-80

[Alfik]

propfan určitě nemá nejnižší hlučnost, naopak hluk je jeden z hlavních protiargumentů
další problém v civilních aplikacícj je zřejmš potenciální uncointained failure, kde odlétající lopat dokáže udělat dost škody (nevím v čem je rozdíl proti turbortulákům, ale v diskuzích jsem to u propfanu viděl zmiňované často)

Nejedná se o hluk na zemi (na letišti), výhodou je nižší hlučnost slyšená od letadel nad hlavou. Ovšem, jak se v praxi ukázalo, snížení není dostatečné, to je fakt.
Druhá věc: Ano, a je to právě způsobeno menším průměrem a tím vyšší úhlovou rychlostí, viz můj příspěvek ze 20/2/2015, 10:56. Obvodová rychlost je stejná jako u "velkých" vrtulí, ale úhlová je mnohem vyšší. To skut. při zkouškách vede jak k vyššímu riziku odpadnutí poškozené lopatky či její části, tak k problémům při tzv. "kuřecím" testu - tedy např. při střetu s ptákem jeho ostatky bývají vymrštěny radiálně, na rozdíl od vrtule kdy je pták po rozbití mrštěn víceméně axiálně dozadu, ve smyslu vrtulového proudu.
Navíc, na nebezpečí odpadnutí lopatky má nemalý vliv to, co jsem popsal 9/3/2015, 11:33, tedy jak složitost uložení lopatek (složitost hlavy vrtule), tak i změny účinného tvaru v proudu vzduchu, při změnách úhlu nastavení lopatek (protože jsou to "šavle" a ne přímé listy). Na ty potom působí opravdu nehorázné krutné a ohybné síly.
Společnosti si hodně slibovaly hlavně od snížení nákladů (zvýšení účinnosti), ale poměr cena řešení/získaná úspora je nakonec nevýhodná. Zatím. Ono i zde platí že technický rozvoj se jen tak nezastaví takže ty problémy se mohou třeba již dnes odstranit.
Problematika pohonu letadel, jak motor-vrtule, tak i ostatních řešení, by si zasloužily nejeden článek Není to jednoduché

[danny1691]

ještě jednou vrtule

[kwaak]

Společnosti si hodně slibovaly hlavně od snížení nákladů (zvýšení účinnosti), ale poměr cena řešení/získaná úspora je nakonec nevýhodná. Zatím. Ono i zde platí že technický rozvoj se jen tak nezastaví takže ty problémy se mohou třeba již dnes odstranit.

Rolls_Royce UltraFan by měl adaptovat něktré tyto technologie (i.e. natáčení lopatek) a měl by sloužit jako mezistupeň k propfanům...byť to zřejmě bude spíš jen technologický demonstrátor než skutečně nabízený produkt

[Alchymista]

Nejak nerozumiem, čím má byť "Ultra-fan" tak výnimočný. Vysoký obtokový pomer studeného prúdu (11:1) je síce mimoriadny, ale konštrukcia mi pripadá viacmenej klasická, trojhriadeľové usporiadanie je už skoro bežné, zaujímavý by mohol byť reduktor v náhone ventilátoru.