Введение

Части механизма, вращающиеся в противоположных направлениях вокруг общей оси.

Контрвращение, также называемое коаксиальным контрвращением, – это техника, при которой части механизма вращаются в противоположных направлениях вокруг общей оси, как правило, для минимизации эффекта крутящего момента. Примеры включают некоторые авиационные винты, позволяющие максимально эффективно использовать мощность одного поршневого или турбовинтового двигателя для привода двух винтов, вращающихся в противоположных направлениях. Контрвращающиеся винты также часто используются в некоторых морских трансмиссиях, особенно на больших скоростных судах на глиссирующем корпусе. Два винта располагаются последовательно, а мощность от двигателя передается через планетарную передачу. Эта конфигурация также применяется в конструкциях вертолетов с коаксиальными роторами, где действуют схожие проблемы и принципы, связанные с крутящим моментом. Контрвращающиеся винты не следует путать с противовращающимися винтами, термин, описывающий винты, вращающиеся в противоположных направлениях, но установленные на отдельных валах, а не имеющие общую ось. Вертолеты тандемной схемы, такие как CH-47 Chinook, также используют противовращающуюся схему. Эффективность контрвращающегося винта несколько снижается из-за его механической сложности. Тем не менее, коаксиальные контрвращающиеся винты и роторы достаточно распространены в военной авиации и морских приложениях, таких как торпеды, где повышенные затраты на обслуживание не являются первостепенной задачей.

Двигательная установка и подъемная система самолета

Несколько стран экспериментировали с винтами встречного вращения в авиации, но только Великобритания и Советский Союз производили их в больших количествах. США работали над несколькими прототипами, включая самолеты с вертикальным взлетом и посадкой Convair XFY и Lockheed XFV "Pogo", но технология реактивных двигателей быстро развивалась, и эти конструкции были признаны излишними. Некоторые вертолеты используют винты встречного вращения коаксиальной схемы, расположенные один над другим. Вертолет H-43 Huskie использует не коаксиальные перекрещивающиеся роторы, вращающиеся в противоположных направлениях. Вариант F-35B ударного истребителя F-35 Lightning II использует подъемный вентилятор с лопастями встречного вращения.

Морская тяга

Противовращающиеся винты имеют преимущества при создании тяги для лодок по тем же причинам. ABB поставила азимутный движитель для ShinNihonkai Ferries в виде CRP Azipod, заявляя о повышении эффективности пропеллера (примерно на 10%) и упрощении конструкции корпуса. Volvo Penta представила IPS (Inboard Performance System) – интегрированную дизельную установку, трансмиссию и тянущие противовращающиеся винты для моторных яхт. Торпеды часто используют противовращающиеся винты для достижения максимальной возможной скорости при ограниченном диаметре, а также для компенсации крутящего момента, который в противном случае приводил бы к вращению торпеды вокруг своей продольной оси.

Преимущества

Момент крена, создаваемый винтом, компенсируется (незначителен для больших судов). При заданном радиусе винта можно передавать больше мощности. Эффективность винта повышается за счет рекуперации энергии из тангенциального (вращательного) потока от переднего винта. Тангенциальный поток не участвует в создании тяги, а преобразование тангенциального потока в осевой увеличивает как тягу, так и общую эффективность системы.

Недостатки

Механическая установка коаксиальных встречно вращающихся валов сложна и дорога и требует более частого обслуживания. Гидродинамические выигрыши частично нивелируются механическими потерями в системе валов. Встречно вращающиеся гребные винты применяются на торпедах благодаря естественной компенсации реактивного момента, а также используются на некоторых моторных лодках. Затраты на расточку внешних валов и сложности монтажа подшипников внутренних валов не оправданы для обычных судов.