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日本に偵察にくるロシアのtu95爆撃機は2重反転プロペラってのらしいです。

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ID非公開さん

2018/7/2117:17:29

日本に偵察にくるロシアのtu95爆撃機は2重反転プロペラってのらしいです。

ところで…


①この2重反転プロペラって何のメリットがあるんですか?

②普通のプロペラ機で最近プロペラの羽数がやたら多い輸送機等見かけますが何かメリットあるんですか?

③2重反転プロペラがもし凄いなら一式や零戦とか採用しなかったのは何故でしょう?

④プロペラの大きさ(直径)が大きくなると何か性能上がるのですか?その逆はどうなるんですか?



素朴な疑問です。詳しい方教えて下さい。

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回答数:
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ベストアンサーに選ばれた回答

zer********さん

2018/7/2223:28:52

①この2重反転プロペラって何のメリットがあるんですか?

プロペラは、回転に伴い推進力を得ますが、推進力に寄与しない回転流がプロペラ後方に放出されるなど、効率として無駄な部分も多くあります。
同軸上に反転する二基のプロペラを配置することで、前プロペラ後方に生じる回転流を後プロペラが推力に変換して推進効率の向上を図ることが出来ますが、その効率は2倍にはならず、設計にもよりますが20%程度です。
また、プロペラは回転することで支点(この場合はエンジンの軸)に反対の力(カウンタートルク)を与えて機体そのものをプロペラ回転方向と反対の方向に回そうとする力が働きますが、二重反転プロペラによってその力を相殺させることも出来、機体の安定化に寄与します。
ちなみに、魚雷のスクリュープロペラは日本も含めて当時から二重反転が一般的で、理由は勿論カウンタートルクの相殺にあります。

②普通のプロペラ機で最近プロペラの羽数がやたら多い輸送機等見かけますが何かメリットあるんですか?

エンジンの出力を効率よく推進力に変えるには後述のように大直径化がお手軽なのですが、それに伴う弊害も多く有ります。
なので、小径化によってブレード先端の音速突破を防ぐとともに枚数を増やすことで押し出す空気に触れる面積を多くして効率を上げているのです。
勿論、空力的にブレード同士も干渉しますし重量なども嵩みますから、単純に枚数を多くすれば良いわけでは有りません。

③2重反転プロペラがもし凄いなら一式や零戦とか採用しなかったのは何故でしょう?

単発の戦闘機にとって、エンジンの高出力化に伴うトルク(の反作用)の増大やプロペラ後流が機体側面をたたく現象はまっすぐ飛ぼうとする機体に対して有害なモーメントを与えます。
その対応策のひとつとして二重反転プロペラがあるわけですが、当然、二軸を回さなければならないのでギアボックスが複雑化するとともに重量も増え、ギアボックス内部のフリクションロスなども増えるために、当時は二重反転プロペラ導入に見合うだけの性能向上が期待できず、武人の蛮用に耐えるような耐久性も得られなかった(少なくとも日本では)と言うことです。
試作機なら、日本でも2式単戦「鐘馗」や水上戦闘機「強風」に見られます。

④プロペラの大きさ(直径)が大きくなると何か性能上がるのですか?その逆はどうなるんですか?

プロペラの大径化は単純には効率の向上に当たります。
しかし、直径を大きくしますとプロペラ先端速度が音速に近づいてしまい効率が大きく低下してしまいます。
また、直径が大きいと離着陸時の滑走時にプロペラが地面に接触してしまう可能性が増大するなど弊害も増えます。
ついでに、同じ速度で回転するなら大直径になるほど強度が必要になり、重量も嵩みます。
プロペラの直系はこれらの按配を計りながら決定されるのです。

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質問した人からのコメント

2018/7/23 06:08:28

凄い詳しいご回答に感謝します。また、他の方もなかなか唸る解答でありがとうございました。今回はこの方にします。分かりやすく詳しく何故なのかを素人に教えて頂きありがとうございます。いやはや、納得!知識も素晴らしすぎ!!!!ありがとうございます!!!

ベストアンサー以外の回答

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bro********さん

2018/7/2206:55:31

①は他の方が回答
②大きな軸馬力を吸収しようとすると、プロペラを大きくするか枚数を増すしかありません。大きくする方向だと、地面を叩かない様に脚を長くする必要が生じます。脚は重量物なので長くするのは得策ではありません。
③二重反転にするためには、遊星歯車と内歯車を持つギヤボックスが必要になります。原理的には可能でも、工作機械で実現するためにはそれなりの技術が必要です。また馬力の小さい零戦クラスでは必要もありません。
④大きな馬力を吸収するとなると、プロペラの周速を上げなければなりません。しかし音速に近くなると、推進効率が悪くなるのです。これは流体力学から得られた結論です。

aam********さん

2018/7/2202:12:49

Tu-95/Tu-142はプロペラ機(ターボプロップ機)で世界最速。

tlk********さん

2018/7/2118:01:01

二重反転プロペラの利点はエンジンの推進力が2倍になる事です。
この技術はナチス・ドイツが開発していた物であり日本の技術力では実現出来ませんでした。(反面戦後の日本ではナチス・ドイツが開発していたターボ・ブロップ技術を実用化しています。米国を迂回した技術でしたけどね!)

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