Почему у корабля винт сзади, а у самолета — спереди. И всегда ли так было

Если попросить вас нарисовать корабль, вы, скорее всего, нарисуете корпус с винтами в задней части. Так же, если попросить вас представить себе винтовой самолет, то винты у него будет установлены на носу в однодвигательной компоновке или на крыльях — в двухдвигательной, но смотреть они всегда будут вперед. Учитывая, что оба этих транспортных средства должны преодолевать сопротивление воды/воздуха, это кажется странным. Пусть две стихии отличаются друг от друга по плотности и некоторым особенностям, но по большому счету правила должны быть одни. Но они разные, и на это есть несколько причин. Перед тем, как пойти дальше, попробуйте для себя ответить, как вам кажется, почему много лет назад выработался именно такой принцип и отклонения от него крайне редки? Ответили? Тогда давайте посмотрим, правильный ли это ответ.

Винт спереди у самолета — обычное дело

Что такое тянущий и толкающий винт

Прежде всего, стоит оговориться, что винты принято разделять на тянущие и толкающие. В зависимости от расположения не сложно догадаться, что тянущие — это когда они спереди, а толкающие — сзади. Это как передний и задний привод в автомобиле.

Чтобы понять, почему принято устанавливать именно такие схемы для кораблей и самолетов, надо понять, что такой подход сложился не сразу, а на этапе зарождения этих транспортных средств их создателям были не чужды самые смелые эксперименты. Например, были даже ледоколы с тянущими винтами, которые по своей задумке должны были создавать дополнительное воздействие на лед в случае сложной ситуации. Первый самолет братьев Райт тоже имел непривычное сейчас толкающее положение винта.

Конструкция, предложенная братьями Райт была мало похожа на современные самолеты, но винт был сзади

Где у самолета двигатель

Впрочем, если в случае с самолетами эксперименты продолжались в середине прошлого века, а иногда встречаются и сейчас, то корабли давно отошли от тянущего варианта.

Одной из причин отказа кораблей от ”переднего привода” стал риск повреждения винтов в случае столкновения с мелью. Не рассчитать глубину — не рядовое явление, но это случается с судами любого размера. Если при этом пострадает винт, корабль уже не сможет двигаться.

Конструкция кораблей иногда бывает очень необычной

Самолеты, наоборот, скорее зацепят землю задней частью при посадке или взлете, а если столкновение происходит передней частью, то уже не так важно, уцелеет ли винт. Скорее всего, это будет крушение и полное разрушение самолета — дальше он не полетит.

Иногда винтовые самолеты располагают двигатели на крыльях. Это связано с тем, что два винта разместить спереди невозможно, а увеличение мощности и надежности необходимо. Кроме этого, два тяжелых турбовинтовых двигателя проще располагать ближе к центру масс и поперечной оси самолета, которая и находится в зоне крыльев.

Самолет с двигателем сзади

Заднее расположение двигателей если и встречается, то, как правило, это относится к относительно легким реактивным двигателям. Да и отвод горячей струи в них проще осуществлять в область позади самолета. На крыльях такой вариант тоже возможен, а на носу уже нет. Но даже реактивные двигатели располагаются в задней части самолета, с выводом из эксплуатации ТУ-134, только на легких джетах. Тут такая схема позволяет еще и добиться большего комфорта в салоне — он становится тише, но это отдельная история. Тем более, мы говорим о турбовинтовых двигателях, поэтому продолжаем.

ТУ-154 — один из последних больших самолетов с турбо-реактивными двигателями в хвостовой части

Еще одна причина, по которой винты располагаются у самолетов спереди, а у корабля – сзади, заключается в сопротивлении среды и требованиях к эксплуатации. Сопротивление воды намного выше, чем воздуха, и лишние завихрения под днищем будут создавать дополнительное торможение, если сказать совсем просто. Правильнее пропустить спокойный поток под днищем, а уже в конце сделать его источником движущей силы. В самолете, наоборот, если разместить винт позади, то на него будет попадать хоть и не намного, но меньше воздуха из-за разряжение.  В этом случае эффективность винта будет падать.

Отличие самолета от корабля

А что касается того, что я назвал требованиями к эксплуатации, можно добавить, что самолету, в отличии от корабля, нужна подъемная сила и винт, находясь перед крылом, наоборот, увеличивает ее, нагнетая воздух на поверхность крыла. Побочные явления в виде завихрений, которые мешают кораблю тут не так страшны в самолете. Даже не смотря на бОльшую скорость. Просто сопротивление воздуха само по себе намного меньше. А еще, расположение винта перед крылом (в случае установки на них) позволяет более эффективно использовать его заднюю поверхность, размещая там закрылки и прочее ”оперение”.

Иногда можно встретить и такой эксперимент, но это редкость

Еще одним фактором, вытекающим из предыдущих, является особенность поведения при движении. Вспомните, что винт самолета никогда не оказывается в безвоздушном пространстве, в отличии от водного транспорта. Например, скоростная моторная лодка часто поднимает нос из воды, а значит, привод в этот момент будет прекращаться. Можно сказать, что это не так страшно, но в момент погружения в воду раскрученный винт будет испытывать резко возросшее сопротивление, которое будет передаваться на мотор и разрушать его. Большие суда так не выпрыгивают из воды, но при сильном волнении или в шторм может случаться что-то подобное.

Почему у самолета винт спереди, а у корабля сзади

Как видим, причин использовать то, к чему мы пришли, довольно много. Это как ответ на вопрос, почему все самолеты такие одинаковые. Они годами вырабатывали свои стандарты и стали почти идеальными. По этой же причине у машины 4 колеса, у велосипеда педали посередине, а дверная ручка не под потолком.

Есть смелые эксперименты и просто конструкции, где требования не так высоки, а их создатели могут поэкспериментировать или просто привлечь к себе внимание. Но это скорее исключения. Зато они всегда очень интересны и привлекают внимание.

Источник