涡轮螺旋桨技术框架下的巅峰之作：极限功率7万马力的HK12发动机

新闻中经常出现北约国家战斗机拦截俄罗斯图95“熊”式战略轰炸机的场景，图95虽然是一种服役于50年代的老旧机型，但它的HK12涡轮螺旋桨发动机却是一大亮点，它迄今仍然是功率最大的涡桨发动机，可以说一直被追赶，却从未被超越。

F22与图95同框

要更好的理解HK12，还得全面科普一下涡桨发动机。涡桨发动机与涡喷、涡扇发动机有着基本相同的工作原理，涡喷发动机是把燃烧后的高温燃气直接高速喷出，热效率较低，动能都被喷出去损失掉了。而为了提高热效率，涡扇发动机的燃气不再直接被喷出，而是通过低压涡轮带动风扇旋转，风扇转动产生的气体再经外涵道喷出，产生额外推力。

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涡扇发动机的燃气在喷出前还会驱动风扇

以此类推，为了提高热效率，就得不断加大风扇直径，最终，风扇被加大到发动机都放不下了，只好挪到外边——这就成了涡桨发动机。另外，由于螺旋桨的转速比涡轮低得多，一般只有1000转/分左右，需要安装一套减速齿轮。因此，涡桨发动机实际上相当于加了减速齿轮的超大涵道比涡轮风扇发动机。

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涡桨发动机原理动图

再回到HK12，它最大的外部特征是有两副同轴对转的四叶螺旋桨，桨叶直径达到了5.6米(NK-12MA和NK-12MV为6.2米，)，因为桨尖的线速度与直径成正比，这就出现了在飞机还远未达到音速以前，涡桨发动机螺旋桨桨尖的线速度已经达到音速，产生激波扰动阻力的情况。因此，在桨叶直径和转速都无法继续增加的情况下，HK12发动机就只能用两副螺旋桨，通过增加叶片数量的办法来提高效率。采用这种设计后，HK12获得了高达14975马力的功率，接近涡桨6C的3倍。而极限油门功率可以达到1.8万马力，4台HK12的总功率就是7.2万马力！

HK12发动机的双螺旋桨

NK-12发动机拥有5级涡轮和14级轴流压气机，为了驱动直径巨大的螺旋桨，其涡轮和压气机的级数都要比涡扇发动机多不少。一般涡轮螺旋桨发动机以螺旋桨产生的拉力（推力）为主，喷气所产生的的推力很小，只占九分之一左右。但HK12发动机却是一个另类，它的涡轮只向螺旋桨输出总功率的1/3，另外2/3的功率则以向后喷气的方式产生推力。实际上图-95在750公里/小时以上速度巡航时，螺旋桨已经处于“顺桨”状态，否则桨尖会提前产生激波阻力。因此，图-95K的最大飞行速度超过了900公里，采用喷气式发动机的B52轰炸机最大飞行速度才不到1000公里。得益于巨大的螺旋桨，HK12发动机的耗油率仅0.24千克/马力·小时，图95RTS海军巡逻机的最大航程超过19000公里，这种最大起飞重量只有180多吨的飞机比275吨的图160航程都远。

HK12发动机不但功率强劲，在飞机降落时其螺旋桨还可呈反桨状态，缩短制动距离。因此，装备该发动机的飞机都有良好的野战起降性能，甚至能够做到降落滑跑距离比起飞距离还短。如最大起飞重量达250吨的安22运输机，其起飞滑跑距离1300米，着陆滑跑距离仅800米。与之相比，采用很多辅助措施的美国C17运输机要从2320米长的跑道上起飞，在915米长的跑道上才能着陆。

采用HK12发动机的安22运输机

俄罗斯人对新技术不太敏感，习惯于在旧的技术框架下把产品做到极致。涡桨发动机的中低速性能好，在追求“不快”的时候，如作为巡逻机动力时，速度降不下来反而是缺点。因此涡桨发动机并不落后，在它擅长的领域反而不可取代。

但HK12发动机的缺点也是很明显的，其复杂结构增加了多余重量，使得功重比不高，也给维护带来诸多不便。再有就是它的噪音问题，由于高转旋转时其巨大螺旋桨的桨尖接近音速，HK12的噪音可以说是有史以来最大的，据说连水下潜艇声呐都能探测到它的存在。不过这些对于追求力量、速度和航程俄罗斯人来说，都是小节了。