¿Ha utilizado la Fuerza Aérea de los Estados Unidos aeronaves de hélice contrarrotante?

Hace poco vi una foto de un oso ruso (TU-95) interceptando uno de nuestros aviones militares (estadounidenses) sobre el Océano Pacífico.

Hace muchos años, cuando volaba en un avión de reconocimiento, los Bears nos interceptaban con frecuencia y, sorprendentemente, volaban a una velocidad aerodinámica de más de 500 mph.

Sin embargo, ningún avión militar de EE. UU. Utiliza accesorios de rotación contraria (que yo sepa). ¿Porqué es eso?

Respuestas (4)

En resumen, Estados Unidos no necesitaba uno.

La principal razón para el desarrollo del Tu-95 fue la situación bastante singular existente después de la Segunda Guerra Mundial, cuando la Unión Soviética necesitaba un bombardero pesado para transportar armas nucleares (entonces muy pesadas). Debido a la falta de bases en cualquier lugar cerca de los Estados Unidos contiguos, los soviéticos estaban en una desventaja significativa cuando se trataba de bombardear a los EE. UU. antes de que aparecieran los misiles balísticos intercontinentales (EE. UU. tenía bases en Europa y en el Pacífico). En ese momento, los bombarderos pesados ​​eran la única forma de entregar una carga útil nuclear y requerían que el avión fuera rápido, tuviera un alcance intercontinental y pudiera transportar una carga útil razonable.

El primer intento de desarrollar un bombardero de largo alcance durante los últimos días de la Segunda Guerra Mundial por parte de los soviéticos no funcionó y, como resultado, simplemente hicieron ingeniería inversa de los B-29 de la USAAF que habían 'aterrizado' en Rusia en el Tu-4 'Bull ' , que carecía del alcance necesario. En cierto modo, el B-29 fue el antepasado del Tu-95. El desarrollo adicional continuó en este fuselaje, que culminó en el Tu-80 'Barge' , que tenía el alcance necesario, pero se consideró inadecuado ya que carecía de velocidad, lo que sería fatal contra los interceptores de aviones.

El Tu-95 fue desarrollado al mismo tiempo que el B-52 'stratofortress' . En realidad, la Fuerza Aérea Soviética prefería el Myasishchev M-4 propulsado por un jet y Tupolev tuvo que convencer a Stalin sobre la idoneidad del Tu-95. Durante la fase de diseño inicial, la oficina de Tupolev consideró dos versiones, una con cuatro turborreactores y otra con turbopropulsores. La versión turborreactor se descartó porque le habría faltado alcance debido a los turborreactores hambrientos de combustible (Tupolev resultó tener razón en eso, ya que el M-4 se dejó de lado debido a la falta de alcance).

Los requisitos de carga útil y velocidad requerían un motor muy potente (el Kuznetsov NK-12 es el motor de turboeje más potente jamás creado) y las hélices contrarrotantes se seleccionaron para superar los problemas asociados con el gran diámetro de las hélices.

Los países occidentales también trabajaron mucho con hélices contrarrotantes, pero la llegada de los motores a reacción y las complejidades asociadas con las hélices contrarrotatorias significaron que pocos se graduaron de la etapa de prototipo. El Huges XF-11 , por ejemplo, inicialmente tenía hélices contrarrotantes; se cambiaron a convencionales después de que Huges se estrellara contra él. El Fairey Gannet y el Avro Shackleton se encontraban entre los pocos aviones occidentales de rotación contraria que vieron un servicio regular (ambos se usaron en funciones de ASw, lo que destaca la mayor resistencia que ofrecen). Se probaron varios aviones de rotación contraria durante el final de la Segunda Guerra Mundial, pero la llegada de los motores a reacción significó que la velocidad requerida se podía lograr de una manera mucho mejor.

Además, los motores soviéticos eran menos eficientes debido a la menor precisión de fabricación, lo que exacerbaba los problemas para lograr un alcance suficiente.
Si considera la versión militar del Cessna 337, el O-2, este avión [aspecto genial] tiene dos motores separados que giran las hélices en direcciones opuestas (también conocidas como rotación contraria). Se llama gemelo coaxial.
@Pugz, no creo que eso califique como contrarrotación. No son coaxiales, por lo que solo giran en sentido contrario.
@aerolias Excelente respuesta: siempre pensé que era porque no podían apagarse (emplumar un motor) en vuelo; a diferencia de los turbohélices estándar. Lo que me sorprendió es el hecho de que todavía los usan.
@JanHudec, oh, lo siento, quise decir gemelo de empuje de la línea central, no coaxial. Ups :-)

Hubo un par de intentos ( Douglas Mixmaster , Hughes XF-11 ) al mismo tiempo, pero ninguno de ellos llegó a la producción en serie.

El Mixmaster, aunque rápido, llegó en los albores de la era de los jets y no era lo suficientemente rápido para competir con los jets. La Fuerza Aérea hizo la transición a los jets con bastante rapidez.

El Hughes desarrolló problemas hidráulicos en su primer vuelo y se estrelló, casi matando al piloto (Howard Hughes). Nuevamente, rápido pero no más rápido que los jets.

Los soviéticos dedicaron mucho más tiempo a desarrollar esa tecnología porque tenían una amplia experiencia con los turbohélices (todavía volaban aviones turbohélice mucho después de que las aerolíneas estadounidenses/occidentales hicieran la transición a los jets) y, al principio, los motores a reacción soviéticos eran muy ineficientes. Al no tener el presupuesto de la USAF, necesitaban algo rápido pero eficiente en combustible. Las hélices de rotación contraria les dieron velocidad, mientras que los turbohélices les dieron eficiencia.

Las hélices contrarrotantes son mecánicamente complejas y plantean serios problemas de mantenimiento cuando se usan en motores de pistón, y tienden a ser muy ruidosas. Las ventajas son el contrapeso del par y más empuje en un espacio más pequeño que una sola hélice. Sin embargo, la hélice trasera no tendrá el flujo de aire suave que encuentra la hélice delantera; cortará la corriente de aire pulsante de la hélice delantera, por lo que se impone una tensión adicional.

Varios aviones militares en los EE. UU. los probaron en la etapa de prototipo, pero los abandonaron cuando los inconvenientes superaron las ventajas. Estos incluyen el Northrop XB35 , que había pasado a hélices individuales en la versión de producción YB35, antes de la variante turborreactor, el XB-49 eliminó las hélices. El Hughes XF-11 abandonó los puntales contrarrotativos en su versión final. Otro diseño de Northrop con puntales contrarrotativos fue el XP56 , aunque sus puntales contrarrotantes eran solo uno de los muchos problemas que tenía el diseño.

El Avro Shackleton, que tuvo éxito, era conocido por el alto mantenimiento de sus engranajes de apoyo.

Un ejemplo notorio fue el XF84H "Thunderscreech", infame por sus altísimos niveles de ruido... al igual que el TU-95. No se encontró que las ventajas de los puntales contrarrotativos superen las desventajas.

Los diseños posteriores de turbopropulsores militares occidentales, como el Lockheed C130, prescindieron de la complejidad de los puntales contrarrotativos en favor de un mejor diseño de puntal único. Lo mismo ocurre con el transporte militar Airbus A400: cuatro accesorios individuales.

Los accesorios giratorios contrarios formaban parte del diseño del ventilador sin conductos , que tuvo cierto uso en la Unión Soviética, pero no demostró ser lo suficientemente ventajoso como para ver un uso comercial en los EE. UU., debido en parte al alto nivel de ruido que habría tenido problemas con las restricciones de ruido. en la mayoría de los aeropuertos occidentales. Irónicamente, parte de la tecnología de palas de hélice desarrollada para el ventilador sin conductos GE CFM36 se usó más tarde en el enorme y exitoso turboventilador GE90.

Al final, las naciones occidentales resolvieron el problema con el turboventilador de derivación alta, que es igualmente eficiente, capaz de alcanzar velocidades más altas y produce mucho menos ruido.

En todo caso, el TU-95 es un testimonio de la capacidad rusa para construir plataformas militares robustas y un testimonio de la tecnología occidental para resolver problemas con un diseño diferente en lugar de la fuerza bruta.

La Fuerza Aérea de EE. UU. utilizó el OV-10 Bronco durante Vietnam. Tenía dos motores turbohélice. Los apoyos contrarrotaron usando un engranaje adicional en uno de los motores para hacerlo girar en la dirección opuesta al otro apoyo. Aunque el OV-10 era aparentemente un avión de observación, llevaba una gran potencia de fuego, como cohetes y ametralladoras. También era capaz de transportar un pequeño complemento de pasajeros, ya sea para insertar un grupo de operaciones especiales o exfiltrar personal herido. No sé si la Fuerza Aérea todavía tiene alguno en servicio activo, pero todavía están volando en otros lugares. Me parece que leí que podrían usarse en un papel similar al A-10, cuando el A-10, que es más costoso de operar, sería, ejem, excesivo.

Eso no es lo que significa OP. Se refieren a dos hélices en el eje de un motor, girando en dirección opuesta. El Bear tiene cuatro juegos de estos, 8 hélices en total.
Howard Hughes estaba desarrollando un sistema de este tipo. Se estrelló y resultó gravemente herido. Nunca construyó otro avión con esta disposición de hélice. Resultó que una sola junta tórica había fallado. Puedo ver la ventaja de este tipo de disposición, pero sospecho que da como resultado un sistema de hélice muy pesado y complejo.