在洲際彈道導彈誕生之前,投擲核武器的唯一方式就是使用轟炸機了,而蘇聯的第一代核轟炸機就是“圖-4公牛”。
圖-4公牛雖然擁有核打擊能力,但卻遠不能滿足當時蘇聯的需要,因為冷戰時期蘇聯的主要對手就是美國,而圖-4公牛的航程十分有限,根本無法威脅到遠在大洋彼岸的美國,所以蘇聯于1952年啟動了制造新一代核轟炸機的計劃,而負責該項目的設計師有兩位,一位就是大名鼎鼎的天才設計師圖波列夫,而另一位則是同樣有著天才設計師之稱的米亞西舍夫。
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這一時期恰逢航空技術的突破階段,噴氣式引擎已經問世。
很顯然,想要制造一個不同于以往設計的轟戰機,要滿足高載重、長航程、速度快的要求,當然是要使用噴氣式引擎了,所以米亞西舍夫便順著這個思路開始了自己的設計,最終設計出了噴氣式轟炸機“M4野牛”。但他的競爭對手圖波列夫卻有不同的看法,他認為剛剛問世的噴氣式引擎還不夠成熟,要制造可靠的核轟炸機還得使用傳統的螺旋槳。那么,怎么才能讓螺旋槳飛機變快呢?
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想要讓飛機飛得快,就得在兩方面下功夫,一是減少阻力,二是增強動力。
減少阻力方面倒是很好辦,只需要參考當時的噴氣式飛機就可以了,將機翼改成后掠式的,便可以有效減小飛行時的空氣阻力。但增強動力方面就比較棘手了。螺旋槳飛機為什么飛不快?因為受到了物理規律的制約。想要讓飛機飛得更快,螺旋槳就得轉得更快,但矛盾的地方在于螺旋槳又不能轉太快。這是因為當螺旋槳的轉動速度超過了一定的閾值,螺旋槳尖端的運動速度就會超過音速,由此而產生的激波會給飛機帶來極大的阻力。
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還有就是螺旋槳本身的問題,螺旋槳轉動會產生向后流動的空氣,這些空氣會提供反作用力推動飛機前進。
但是螺旋槳轉動產生的向后的空氣并不是平直行進的,而是呈現螺旋狀,所以如果螺旋槳轉的太快,向后的螺旋狀氣流就會對飛機產生一個強大的偏轉力,從而影響飛機的平衡。既然螺旋槳的轉速不能提升,那就只能增加螺旋槳的葉片數量了,可這也是難以做到的。螺旋槳在轉動的過程中會攪動空氣,致使空氣產生渦流,如果螺旋槳的葉片過多,一個葉片產生的空氣渦流還沒有來得及消散,另一個葉片就接踵而至了,如此就會產生極大的額外阻力,降低螺旋槳的轉速。
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這一系列的問題如何解決呢?
天才的圖波列夫做出了一個極其復雜又極其大膽的設計,一下子就解決了以上的所有問題,那就是同軸反轉螺旋槳。圖波列夫將單個螺旋槳變為前后兩個,兩個螺旋槳在一個旋轉軸上,但旋轉的方向卻是相反的。這相當于在螺旋槳轉動速度不變的情況下,提升了一倍的螺旋槳葉片,因為這些葉片是分布在兩個不同的螺旋槳上,因此也就不存在葉片過度密集的問題了。
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因為兩個螺旋槳是向相反方向轉動的,所以能夠將向后運動的空氣由螺旋改為平直,如此空氣影響飛機平衡的問題也就解決了。
就這樣,圖-95核轟炸機誕生了,時速超過了800公里,由于其出色的設計,至今還在服役。那么為什么其它國家沒有模仿這種設計呢?同軸反轉螺旋槳雖然有諸多優點,但也有缺點,而且最大的缺點就是噪音,在圖-95飛過時,即便是處于水面之下的潛艇中,都能夠聽到它的轟鳴。
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