Azért jót mosolyognék, ha ezekből bejönne egyszer néhány, az előzmények után.
Törvényszerű, hogy műszakilag be fog érni a típus, és ezzel valószínűleg megjönnek majd az export eredmények is. India pl. teljesen logikus célpont.
Egy dolgot tényleg nem értek a géppel kapcsolatban, amit
Allesmor Obranna mondott, hogy az An-22 tengelyteljesítményéből hozták ki a jóval kisebb kapacitást. Mi lehetett ennek az oka? Esetleg fölényes teljesítménytartalék? Lehet, hogy látunk majd egyszer egy kontrarot. koax légcsavart hozzá?
Namost itt akkor egy kicsit okoskodjunk.
Az An-22-es hajtóműveinek darabonként kb másfélszeres tengelyeljesítménye van, 4+4, nagyobb átmérőjű lapáttal, de elavultabb lapát aerodinamikával. Tisztán a vonó felület tekintetében az A400M légcsavarjai a maguk nyolc korszerű lapátjával elviekben nem marad el az ősrégi, szovjet koaxiális légcsavarhoz képest, de a levegőátfutás tekintetében már jelentősek a különbségek. Ami viszont érdekes, hogy az An-22-es másfélszeres tengelyteljesítménnyel 60-80 tonna között tud emelni. Honnan jön ez a jelentős különbség? A légcsavaros repülőgépeknél a vonóerő két dologből tevődik össze. Egyrészt a lapátokon ébredő felhajtóerőből, ami a tengelyre leadott vonóerőként jelentkezik és a légcsavar keresztmetszetén átnyomott levegőtömegből, amivel tolóerőként kell számolni.
Az An-22-esnél az egymással ellenforgó légcsavarpárok a 6.5 méteres átmérőjű keresztmetszeten átszívott levegőtömeget duplán gyorsítják, ami nagyobb tolóerőt ad, illetve a hátul haladó lapátokon nagyobb vonóerő jelentkezik, mint az elől haladókon, hiszen eleve előgyorsított áramlásban tudnak dolgozni.
Ezzel szemben az A400M-nél bár lényegesen nagyobb fordulatszámú, hajlított légcsavarok vannak, amivel a lehető legnagyobb átmérőhöz a lehető legnagyobb fordulatszámot tudták biztosítani, a lehető legjobb lapátvégi áramképpel. Ennek ott van az előnye, hogyha eleve nagyobb utazósbességet kívánunk egy légcsavaros géppel elérni, akkor nem elég a légcsavarszöget (tehát a menetemelkedést) növelni, mert az a lapát áteséséhez vezethet. A minden határon túlnövelt légcsavarszög óriási homlokellenállása miatt elképesztően hatalmas forgatónyomatékra lenne szükség, amit csak igen jelentős légcsavar - gázturbina tengely fordulatszám különbséggel lehetne megvalósítani, hatalmas tengelyteljesítmény mellett. És még így sem kerühető el a lapátok átesése.
Ezzel szemben egyszerűbb, ha inkább a lapátok szögsebességét, azaz a légcsavar fordulatszámát növeljük, Ennek viszont ellentmond a légcsavar végének kerületi sebesség limitje. Ez utóbbira a legjobb, ha az egészet berakjuk egy csőbe. Így jutunk el a "csőlégcsavarig" azaz a nagy kétáramúsági fokú sugárhajtóművek fan fokozatának koncepciójáig. Kb most tartunk a hatvanas évek közepén, ahol is megjelent a nagy kétáramúsági fokú sugárhajtómű.
Azonban a hetvenes évek második felétől kezdve kezdték kutatni a nagy sebességű légcsavarok aerodinamikáját, amelyekkel három dolgot céloztak meg:
- A légcsavar toll tövétől a végéig folyamatos, progresszív lapátnyilazás, összehnagban a kerületi sebességgel, amivel nagyobb szögsebességet, azaz fordulatszámot érhetnek el. A megfelelően elvékonyított lapátvég miatt viszont a légcsavarsíkban érzékelhető zajszint jelentősen csökken
- A légcsavartollak kilépőéle utáni áramkép lényegesen rendezettebb, emiatt a szokásos 3-4 toll helyett akár 6-8 toll is alaklamzható, mivel az egymás nyomvonalában szorosabban haladó légcsavartollak kilépőélének leáramlása is inkább tengelyirányú, azaz a tollak közti interferencia is csökken. Emiatt a nagyobb számú, eleve progresszív nyilazású, változó profilú légcsavar tollakon nagyobb felhajtóerő (tengelyre vett vonóerő) és ugyanakkor nagyobb levegőátfutás is valósítható meg.
- A nagyobb fordulatszám révén nagyobb utazósebességen is megvan a légcsavar mögötti tömegáram sebességfölénye, miközben a légcsavar (orsó) haladási sebessége (kb mint fúrószárak esetében az előtolás) még mindig nagyobb, mint a gép haladási sebessége.
A hetvenes-nyolcvanas évek GE és P&W, illetve a szovjet (ukrán) Progressz és (orosz) Kuznyecov irodák propfan kísérletei rámutattak, hogy a 2x 6-8 lapátos, progresszív nyilazású, nagy fordulatszámú, egymás elé helyezett, ellenforgó légcsavarok kb 20%-al magasabb vontatási teljesítményt és kb 15%-al magasabb maximális sebességet biztosítanak az adott gázturbina tengelyteljesítményére vetítve, mintha csak egy szimpla légcsavarsor dolgozna.
Namost az A400M esetében ez nem egészen azt jelenti, hogy a 11000 lóerős TP400-as turbinák egy dupla 8 tollú koax légcsavarpárral kb 13000 lóerősnek hatnának, hanem ennél valamivel összetettebb a kép. Egyrészről ne feledjük, hogy a dupla légcsavar, dupla tömeg, dupla forgatónyomaték igény. Erre jön még rá a kontrarotálást biztosító bolygómű extra surlódása. ami nem egyenlő a már most is meglévő (ráadásul egyedi módon, repülés közben változtatható áttételi viszonyú!) reduktor bolygóművel. Ez egy további, fordító áttétel.
Összehasonlítási alapnak talán a legközelebbi dizájn a szovjet-ukrán Progressz D-27-es propfan hajtómű, ami 13000 lóerős teljesítményével a világ második legerősebb légcsavaros gázturbinája. Önmagában a gázturbina három fogórsézes, de nem annyira bonyolult, mint a TP400-as, persze a két dizájn között kb harminc év különbség van. A 13000 lóerőt egy valamivel kisebb átmérőjű, 8+6 lapátos koax légcsavarpár alakítja vonó, illetve tolóerővé. A második sróf csökkentett lapátszáma azért van, mert az egy magasabb áramlási sebességű közegben dolgozik, ezért eleve más a fordulatszáma is.
Itt merül fel a kérdés, hogy ha akár meg is tartjuk a TP400-as igen kedvezőenk ismert fajlagos fogyasztását, akkor is a 20 százalékkal magasabb teljesítmény egyúttal 20 százalékkal magasabb fogyasztást is jelent.
Önmagában ez igaz, de azt is meg kell nézni, hogy ehhez a magasabb tengely teljesítményhez vajon mekkora vontatási teljesítmény és mekkora tolóteljesítmény párosul. Mert ha eleve több, mint 20 százalékkal nagyobb az emelhető teher tömege, illetve magasabb repülési sebesség érhető el, akkor a repülés teljes időtartamára, vagy a szállított tömegre vetített, elfogyasztott kerozin mennyisége lehet, hogy kisebb lesz.
Ugyanakkor azt se feledjük, hogy akármennyire is redukált a progresszív nyilazású légcsavar önmagában (lásd: A400M zajszintje. Bár mindennap hallható Pesten, csakegy nagyon kis sávban jelentkezik egy relatíve szerény zajhatás, amíg elhalad felettünk), kontrarotáló kivitelben az egymás mögött elhaladó lapátok vibrációja (az elől haladó légcsavar levegőtöege a hátul haladó légcsavar belépőélének verődik) sajnos mindenképpen magasabb.
Az A400M egyenként 5.3 méteres, nyolc lapátos légcsavarjaiból kettőt, kontrarotálva, a jelenlegi 11000 lóerővel gazdaságosan nem lehet meghajtani.
13-14 ezer lóerő esetén 8+8, vagy 8+6 tollú konfigurációban, a jelenleginél alacsonyabb fordulatszámmal már lehetne kezdeni valamit.
Ugyanakkor, amennyire elmentek bonyolultságban a tervezők a gázturbinával a falig, annyira próbálták meg egyszerűsíteni magát a légcsavart.
A TP400-asra jellemző légcsavar adatok:
- Légcsavar menetemelkedés 290 m/s (1,044 km/h) az A400M Mach 0.68-as utazó sebességén
- Légcsavar fordulatszámok 655, 730, 842 és 860 fordulat per perc. A 655 per perc a kis magasságú utazósebességhez, 730 a normál utazóhoz és 842 fordulat per perc a felszálláshoz és a nagy energiaigényű manőverekhez. A 860 fordulat per perces rezsim a dizájn limit.
- A légcsavar által leadott tolóerő 110 kN - ez kb az Il-76-osok régi, Szolovjov D-30KP sugárhajtóműveivel egyeznek meg - csak az arányok végett.
- A légcsavar tömege 683 kg
A TP400-as fajlagos fogyasztását alapjaiban meghatározó sűrítési viszony érdekes mód, nem tűnik a kortárs, repülőipari gáztubinákhoz képest nagynak, mindössze 25. Ehhez képest a D-27-es is 29 körüli, talán itt van a nagyobb tengelyteljesítmény egyik forrása is. Ugyanakkor a D-27-es ekvivalens tolóerje nem sokkal nagyobb, mint a TP400-asé, csupán 119 kN. A levegőátfutás sem sokkal nagyobb, 27.4kg/sec. Igaz, önmagában az, hogy a TP400-as gázturbináé pedig csak 26.3 kg/sec az ég egy adta világon nem jelent semmit. Ez ugyanis a gázturbina levegőátfutása, nem a légcsavaré. A nyolc plusz hat lapátos kontrarotáló srófok együttes tömege a vezérlés nélkül 1100kg.
Folyt köv:
