Srófról srófra 4.: Ellenforgók és állíthatók

Az acélötvözetből készített légcsavarokat préseléssel-kovácsolással az ideális profilúra lehet készíteni. Ez eredményezte az ívelt, szablya formájú propellereket, amilyeneket az új, szupergazdaságos szabad lapátos hajtóművekhez is már szélcsatornában vizsgálnak. A szablyák úgy késleltetik a hanggátat, mint a repülőgépszárnyak hátranyilazása.

A gázturbinás sugárhajtóművek biztosította igen nagy erőtöbblet vezetett az azoknál gazdaságosabb légcsavaros-gázturbinások (lgt, propjet, turbofan, propfan) elterjedéséhez.

És ez ismét felvetette a túl nagy lapátok problémáját. Az egyik kivezető út az egy tengelyen két, szembeforgó, kontraprop légcsavar alkalmazása lett. A kezdeti félelem, miszerint a srófok lerontják egymás teljesítményét, nem igazolódott, és széles körben elterjedtek. A Kamov-helikopterek (és hasonlók) esetében „a megoldásnak” bizonyultak.

Kétségtelen, hogy az ellenforgó srófok alkalmazása a szimpla légcsavaroknál jóval bonyolultabb áttételezést, reduktoros szerkezetet követel meg, ennek ellenére sok típusnál kísérleteztek fele. Az egyik legsikeresebb alkalmazása kétségtelenül elsősorban az orosz repülőgép-konstrukciókhoz kötődik: a Tupoljev-bombázók, nagy hatótávolságú tengerészeti felderítők, amelyek mind a Tu–114/Tu–95-ös köpönyegéből bújtak ki, hogy a hasonlatot is az orosz irodalomból vegyük.

De az olyan modern konstrukció, mint az An–70-es, az orosz–ukrán (egyelőre még mindig csak egy példányban létező) katonai teherszállító is szembeforgó szablyás légcsavarokkal operál. (Érdekes példáját mutatva a megoldás egyik problémájának, lehet ezt hibának és nehézségnek is mondani: a koax légcsavarok iszonyatosan zajosak. Ezt a mellékelt video is bizonyítja 1:15-től: a moszkvai légi show amúgy sokat ordító speakere sem mer versenyre kelni az An–70-es négy légcsavarpárjával, amikor felszáll a gép.)

És ne higgyük, hogy csak keleten volt elterjedt a konstruktőrök agyában ez a megoldás. Kevesen tudják, de még a második világháború egyik legsikeresebb vadászának, a Spitfire-nek is volt koax változata, igaz, a többihez képest nem épült túl sok példányban.

Viszont volt egy talán ugyancsak kevéssé ismert, fontos típusa a briteknek, az Avro Shackleton, a második világháborús hírneves Lancaster leszármazottja, amelynek feladata eredetileg az atlanti hajókonvojok védelme lett volna a német tengeralattjárók támadásai ellen. A tervezés elhúzódása miatt erről már lemaradt a típus, de az ötvenes évektől kezdve egészen 1990-ig állt szolgálatban mint nagy hatótávolságú tengerészeti felderítő- és támadógép, a briteknél és a dél-afrikaiaknál. A négyméteres háromágú srófokat Rolls-Royce Griffon-motorok forgatták. Az alábbi videón a duxfordi repülőmúzeumban lévő példány motorjait és srófjait keltik életre.

Köztudott, hogy a belső égésű motorok, de más hajtóművek ideális fordulatszáma is magasabb a légcsavarokénál. Ezt a hajtómű kimenőtengelyére épített fogaskerekes bolygómű eleve a csavarhoz ideálisra csökkenti. Általában az egyharmadára. Ám a különféle üzemmódokhoz (nekifutás-besiklás-emelkedés) és a repülési magasságokhoz is más és más lapátállásszöggel repülés az ideális. Ezt segíti az automatikus, meg a vezérelhető állásszögállítás. Ahogy a motorok magasságtól függő teljesítményének ideálisra szabályozását azok turbófeltöltője.

Mindehhez illik tudni, hogy például 5000 méteren tengerszint felett a légnyomás már csak 50 százalékos, a hang sebessége pedig körülbelül 300 méter másodpercenként. Kell tehát alkalmazkodni a változó körülményekhez. Az automatikus csavarállítók kis röpsúlyok segítségével állítják a lapátokat fordulathoz. Ilyeneket rejt a légcsavaragyat fedő nagy kúp. Az egykori Argus-motorokon a külső burkolókúpjukra szerelt kis lapok légellenállása közvetítésével állítható a légcsavar, ugyanezt a rendszert láthatjuk manapság is a régebbi Zlin-típusokon.

A kézi állítás lehet egyoldali, amikor egy dugattyúban a hidraulikus nyomás az alapállástól kitéríti a lapátokat, és a szabályzás megszüntetésével azok automatikusan a helyükre fordulnak. A kétoldali verzió az, amelynél két dugattyú oda és vissza is szabályoz. Van egészen elektromos állító is – aféle fly-by-wire – aminél a lapát agyába szerelt fogaskerekes állító kis motorja a vezérlőkar mozgatása szerinti helyzetbe fordítja a lapátokat.

A modern mechanizmusok negatívra is képesek állítani a lapátokat. Ezzel a túlfutó gépeket lefékezheti (mint a sugárhajtásúakat a sugárfordítók), ez az egyik titka például annak, ahogy egy Pilatus Turbo Porter a lehetetlenül rövid megközelítés után lehetetlenül röviden meg is áll a földön. Sőt, a negatívba állított légcsavar a gép mozgatását a földön külső segítség nélkül is lehetővé teszi, a repülőnapok egyik kedvenc mozzanata, amikor egy C–130-as egy szarajevói stílusú leszállás után még rükvercel is a pályán; ezt mutatja be a US Navy Blue Angels kötelékének ugyancsak show-képes kísérőgépe, a Fat Albert 8:25-től ezen a videón.

Hogy a légcsavarok negatívba állításának mekkora lehet a fékezőhatása, azt az a kísérletsorozat is jól jelzi, amelynek során a hatvanas évek elején a Forrestal anyahajóra hajtott végre több sikeres leszállást – fékezőhorog nélkül – egy C–130-as Hercules. Azóta is ez a legnagyobb gép, amely valaha is landolt egy hordozó fedélzetén.

Többmotorosokon a két, oldalsó hajtómű ellentétesen beállított légcsavarokkal, illetve az egyik negatívban működtetésével egy helyben körbe is fordíthatja a gépet. Végül a légcsavarállítás egy másik fontos funkciója: ha a gép (egyik) motorja/hajtóműve repülés közben leáll, de a rajta lévő légcsavart a légellenállás tovább forgatja, az előbb-utóbb szétrázza a motort/hajtóművet, és még nagyobb bajt okoz. Ezért ilyenkor az első teendő olyan állásba kapcsolni a légcsavart, amelyben az a lehető legkisebb légellenállást kelti: ez a magyar szlengben az úgynevezett vitorlába állítás, az angolszász zsargonban pedig a helyzetet úgy hívják: feathered propeller.

(Folytatjuk)

* * *