Jakým směrem se točí vrtule letadel? Možná to bude pro mnohé překvapení, odpověď není jednoduchá

Pokud se podíváte na vrtulové letadlo, pravděpodobně mnohé z vás napadne, jakým směrem se vlastně točí jeho vrtule. Odpověď je možná komplikovanější, než se na první pohled zdá. Přitom po obloze letadla s vrtulemi létají již déle, než sto let a považujeme je za něco zcela běžného. Obecně se samozřejmě dá říci, že záleží hlavně na konstrukci motoru a vrtule. Pak by ale stálo za to si odpovědět, jaký tvar se u vrtulí používá a hlavně u jakých letadel.

Vrtule letoun buď táhnou, nebo tlačí

Listy vrtule pracují tak, že vzduch zachycují a odhazují ho opačným směrem, než je pohyb letadla nebo nějakého jiného stroje, který vrtule pohání. Před vrtulí se vytváří oblast nízkého tlaku vzduchu a za ní je naopak tlak vysoký. Také se podle typu používají vrtule tažné, ty bývají umístěny na přídi letounu nebo na přední části křídel. A pak tlačné, které bývají umístěny v zadní části.

iZdroj fotografie: Uživatel Toshi Aoki / Creative Commons / CC BY-SA

Když se podíváte zepředu na jednomotorová letadla, tak zjistíte, že jejich vrtule se u leteckých motorů bez reduktorů otáčí ve směru hodinových ručiček. Tedy většinou, popravdě nejspíše nic nenutí konstruktéry k tomu, aby unašeč vrtule na klikové hřídeli motoru takto stavěli. Pokud by motor točil svojí hřídelí opačně, samozřejmě by se točila opačně i vrtule.

Jde spíše o zavedenou tradici. Podle všeho existuje od dob počátku letectví. Jak je možné vidět na mnoha historických dokumentech, motory se tehdy nahazovaly ručně pomocí trhnutí vrtulí. Protože většina lidí jsou praváci, byl pro ně tento směr otáčení vrtule snazší.

Vícemotorové větší stroje pravidlo porušují

Ovšem je nutné si uvědomit, že letadla nejsou jenom jednovrtulová a moderní letecké motory mají i reduktory, které někdy smysl otáčení unašeče vrtule obracejí. A existují samozřejmě i stroje, které mají motorů a vrtulí více. Pokud je letadlo malé a dvoumotorové, čili má dvě vrtule, i zde se obě většinou opět otáčejí ve směru hodinových ručiček.

Existovaly samozřejmě časté výjimky, například francouzští letečtí konstruktéři na konci 30. let minulého století u dvoumotorových vojenských letadel používali systém dvou motorů, které měly smysl otáčení vůči sobě opačný. Znamenalo to, že na letounu se tehdy jeden motor otáčel vrtulí doprava, a druhý na druhé straně doleva. Takto otáčející se vrtule navzájem eliminovaly své gyroskopické momenty, a to mělo poměrně příznivý dopad na výkon a řiditelnost samotného letadla.

iZdroj fotografie: Peng Chen / Creative Commons / CC BY-SA

To vše ale za cenu značně vyšších nákladů výroby, provozu a servisu, protože se pro jedno letadlo musely vyvinout a vyrábět dva různé motory. Nakonec se ukázalo, že výhody tohoto konstrukčního řešení nebyly tak velké, aby ospravedlnily podstatně zvýšené náklady na takto řešená vícemotorová letadla, a že ve skutečnosti tehdy stačilo udělat jen malé úpravy aerodynamiky samotného dvou a vícemotorového letounu, aby se jeho vlastnosti a ovladatelnost vyrovnaly složitějšímu řešení použití dvou různě otáčejících se motorů.

Velká čtyřmotorová letadla s turbovrtulovým pohonem, kde motory musí mít reduktor, jako je například Hercules C-130 nebo Airbus A400M, to ale mají jinak. Vrtule jsou zde již značně velké a dosti těžké. Proto se zde vrtule díky reduktorům na motorech (které jsou jinak všechny stejného typu a provedení) na jedné straně točí vždy v opačných směrech, než na druhé. Tady jsou již aerodynamické výhody použití navzájem opačně rotujících vrtulí při vysokých výkonech motorů a vyšších rychlostech letu znatelnější, a ospravedlní tak použití tohoto řešení.

Odpověď je celkově komplikovaná

Aby situace nebyla tak jednoduchá, existují i letouny, které mají uspořádání vrtulí ještě jiné. Pokud nechceme daleko do historie, dobrým příkladem jsou bombardéry sovětské konstrukce Tu-95 nebo transportní letouny An-22. Ty totiž nemají vrtule čtyři jako motory, ale mají vrtulí rovnou osm. Každý motor (zde NK-12) pohání přes soustavu reduktorů zdvojenou vrtuli, neboli dvě vrtule na jedné ose.

V tomto případě platí, že se každá vrtule točí opačným směrem, a proto se nazývají protiběžné. Průměr těchto vrtulí je 6,2 metru a jistě si dovedete představit, jak jsou asi tyto obrovské dvojité čtyřlisté kovové vrtule těžké. Pokud by se točily pouze jedním směrem, jejich gyroskopický moment by byl při plném výkonu motoru NK-12 cca 15 000 koní tak velký, že by velmi účinně bránil jakékoli změně směru letu celého stroje.

iZdroj fotografie: Dmitriy Pichugin / Creative commons / CC BY-SA

Letadlo by jednoduše nezatočilo. Pokud někdo ze čtenářů někdy opravoval bicykl a zkusil v ruce roztočit opravený ráfek kola, ví, o čem zde píšeme. Takže jak již bylo řečeno na začátku, odpovědět proč a jak se vrtule u letadla točí je komplikované a záleží na mnoha okolnostech.

Zdroj: TechInsider