У пропеллеров, вращающихся в противоположных направлениях, одинаковые обороты?

Большинство, если не все пропеллерные системы с противоположным вращением, соединены вместе, так что обе секции вращаются с одинаковой скоростью. Это сделано для того, чтобы, помимо эффективного преобразования очень большой мощности в тягу, крутящий момент и P-фактор были отменены, что облегчило управление самолетом (особенно в одномоторной или двухмоторной установке).

Вот почему вы видите пропеллер того же диаметра спереди, что и сзади — если бы они вращались с разной скоростью, более медленный мог бы быть большего диаметра (ограничение диаметра — трансзвуковые условия на концах) — но вы всегда видите одинаковый диаметр спереди и сзади.

Это зависит от источника питания.

• один поршневой двигатель, приводящий в движение оба винта (как показано на изображении в вопросе): они соединены вместе, поэтому обороты будут одинаковыми.
• две турбины, приводящие в движение один винт каждая (например, Double Mamba ): нет связи между двигателями, поэтому скорости вращения винтов могут быть разными. Вы даже можете выключить один двигатель в полете (для малоскоростного и экономичного крейсерского полета). Скорость каждого винта зависит от настройки дроссельной заслонки каждого двигателя, поэтому пилот может управлять либо передним, либо задним винтом быстрее или иметь их оба примерно на одинаковых оборотах.
• Составной двигатель, приводящий в движение оба винта: Napier Nomad приводил в движение один винт от коленчатого вала, а другой - от турбины. Хотя RPM будут связаны, они не обязательно будут идентичными.

Нет, не все пропеллеры, вращающиеся в противоположных направлениях, вращаются с одинаковыми оборотами.

Возьмем два российских (очень известных) примера: Туполев ТУ-95 Медведь и Антонов АН-22 Петух (поймите...). Оба используют версии турбовинтового двигателя НК-12, и, как легко увидеть во многих видеороликах, доступных в Интернете, их винты не приспособлены таким образом, чтобы они вращались с одинаковыми оборотами.

Передаточное отношение винтов Ту-95 таково, что на каждый полный оборот переднего винта задний поворачивается чуть более чем на пол-оборота: запуск двигателя Ту-95 на Youtube .

Для Ан-22 соотношение составляет один полный оборот для переднего винта и около 3/4 для заднего: запуск двигателя Ан-22 на Youtube .

Что касается причины этого, я ничего не знаю об этом. Мое более-менее цивилизованное предположение было бы в том, что это связано с распределением нагрузки между винтами и, возможно, с вибрациями и резонансами силового агрегата.

Вышеупомянутые отношения можно увидеть во время запуска двигателя, но если винты соединены вместе, соотношение, конечно, будет фиксированным во всем диапазоне оборотов. Было предположение, что винты на НК-12 приводятся в движение отдельными турбинными валами (физически их обороты вообще не связаны), но я не смог доказать, что это неверно или правильно.

Для самолета на картинке, т.е. сильно модифицированного гоночного P-51 с неограниченным вращением, приводящего в движение пропеллер Rotol Contra Rotating, ответ - да. Оба гребных винта приводятся в движение одним и тем же коленчатым валом и вращаются с одинаковой скоростью.

Все пропеллеры, вращающиеся в противоположных направлениях, во время работы вращаются с одинаковыми скоростями. В противном случае это сведет на нет цель установки, а именно устранение чистого P-фактора, спирального спутного потока и эффектов крутящего момента двигателя. Они также будут вызывать тошнотворный пульсирующий шум в салоне, который становится очень неудобным после длительных периодов.

С точки зрения эффективности пропеллеры, вращающиеся в противоположных направлениях, хуже, чем одинарные пропеллеры. Исключением являются несущие винты, вращающиеся в противоположных направлениях на некоторых вертолетах, где имеется достаточное вертикальное разделение, поэтому поток верхнего винта сжимается, а немного свежего воздуха подается на нижний винт. Так как пропеллеры самолета большую часть времени работали бы на большой скорости, приток свежего воздуха теряется, второй пропеллер работает в потоке повышенной скорости, а значит КПД меньше. Чтобы ответить на ваш вопрос, мне понадобится дополнительная информация о том, чего вы хотите достичь. Например, если цель состоит в том, чтобы устранить крутящий момент, задний винт должен вращаться быстрее. Если цель состоит в том, чтобы уменьшить расход топлива, необходимо остановить один воздушный винт и сделать его флюгерным.