nijs

Al yn 'e jierren 1950,glêstriedfersterke kompositenwaarden brûkt yn net-dragende komponinten fan helikopterframes, lykas kuipen en ynspeksjeluiken, hoewol har tapassing frij beheind wie.

De trochbraak yn gearstalde materialen foar helikopters fûn plak yn 'e jierren '60 mei de suksesfolle ûntwikkeling fan glêstriedfersterke gearstalde rotorblêden. Dit demonstrearre de treflike foardielen fan gearstalden - superieure wurgenssterkte, ladingoerdracht oer meardere paden, stadige barstferspriedingskarakteristiken en de ienfâld fan kompresjefoarmjen - dy't folslein realisearre waarden yn rotorblêdtapassingen. De ynherinte swakkens fan glêstriedfersterke gearstalden - lege ynterlaminêre skuorsterkte en gefoelichheid foar miljeufaktoaren - hienen gjin negative ynfloed op it ûntwerp of de tapassing fan rotorblêden.

Wylst metalen blêden typysk in libbensdoer hawwe fan net mear as 2000 oeren, kinne kompositblêden in libbensdoer fan mear as 6000 oeren berikke, potinsjeel ûnbepaald, en ûnderhâld op basis fan tastân mooglik meitsje. Dit ferbetteret net allinich de feiligens fan helikopters, mar ferminderet ek de kosten fan blêden oer de folsleine libbensduur signifikant, wat substansjele ekonomyske foardielen oplevert. It ienfâldige, maklik te betsjinjen kompresjefoarmjen en úthardingsproses foar kompositen, kombineare mei de mooglikheid om sterkte, stivens (ynklusyf dempingseigenskippen) oan te passen, makket effektiver aerodynamyske profylferbetteringen en optimalisaasjes yn it ûntwerp fan rotorblêden mooglik, lykas optimalisaasje fan de strukturele dynamyk fan 'e rotor. Sûnt de jierren '70 hat ûndersyk nei nije luchtdielen in searje hege prestaasjes helikopterblêdprofilen oplevere. Dizze nije luchtdielen hawwe in oergong fan symmetryske nei folslein bûgde, asymmetryske ûntwerpen, wêrtroch't signifikant ferhege maksimale liftkoëffisiënten en krityske Mach-nûmers, fermindere sleepkoëffisiënten en minimale feroaringen yn momintkoëffisiënten berikt wurde. Ferbetteringen yn 'e foarmen fan rotorblêdtips - fan rjochthoekige nei swept, taps toelopende tips; parabolyske swept nei ûnderen bûgde tips; oant avansearre tinne swept BERP-tips - hawwe de aerodynamyske ladingferdieling, vortex-ynterferinsje, trillings- en lûdskarakteristiken substansjeel ferbettere, wêrtroch't de rotoreffisjinsje fergrutte wurdt.

Derneist ymplementearren ûntwerpers multidissiplinêre yntegreare optimalisaasje fan rotorblêd-aerodynamika en strukturele dynamyk, wêrby't optimalisaasje fan kompositmateriaal kombinearre waard mei optimalisaasje fan rotorûntwerp om ferbettere blêdprestaasjes en trillings-/lûdsreduksje te berikken. Dêrtroch brûkten tsjin 'e lette jierren '70 hast alle nij ûntwikkele helikopters kompositblêden, wylst it oanpassen fan âldere modellen mei metalen blêden oan kompositblêden opmerklik effektive resultaten oplevere.

De primêre oerwagings foar it brûken fan kompositmaterialen yn fleantúchromstrukturen fan helikopters omfetsje: de komplekse bûgde oerflakken fan 'e bûtenkant fan helikopters, keppele oan relatyf lege strukturele lading, wêrtroch't se geskikt binne foar kompositfabrikaazje om de tolerânsje foar strukturele skea te ferbetterjen en feilige, betroubere operaasje te garandearjen; de fraach nei gewichtsreduksje yn fleantúchromstrukturen foar sawol nuts- as oanfalshelikopters; en easken foar botsingsabsorberende struktueren en stealth-ûntwerp. Om oan dizze behoeften te foldwaan, hat it US Army Aviation Applied Technology Research Institute yn 1979 it Advanced Composite Airframe Program (ACAP) oprjochte. Fan 'e jierren '80, doe't helikopters lykas de Sikorsky S-75, Bell D292, Boeing 360, en Jeropeeske MBB BK-117 mei folslein komposite fleantúchrompen testflechten begûnen, oant de suksesfolle yntegraasje fan Bell Helicopter fan 'e komposite wjukken en romp fan' e V-280 yn 2016, hat de ûntwikkeling fan folslein komposite fleantúchromhelikopters wichtige foarútgong makke. Yn ferliking mei referinsjefleantugen fan aluminiumlegering leverje komposit-fleantugen substansjele foardielen op it mêd fan fleantúchgewicht, produksjekosten, betrouberens en ûnderhâldberens, en foldogge oan de doelstellingen fan it ACAP-programma lykas beskreaun yn tabel 1-3. Dêrtroch stelle saakkundigen dat it ferfangen fan aluminium fleantúchframes troch komposit-struktueren betsjutting hat dy't te fergelykjen is mei de oergong yn 'e jierren 1940 fan fleantúchframes fan houten stof nei metalen struktueren.

Fansels is de mjitte fan gebrûk fan kompositmateriaal yn fleantúchromstrukturen nau ferbûn mei helikopterûntwerpspesifikaasjes (prestaasjemetriken). Op it stuit meitsje kompositmaterialen 30% oant 50% út fan it gewicht fan 'e fleantúchromstruktur yn middelgrutte en swiere oanfalshelikopters, wylst militêre/sivile transporthelikopters hegere persintaazjes brûke, oant 70% oant 80%. Kompositmaterialen wurde benammen brûkt yn rompkomponinten lykas de sturtboom, fertikale stabilisator en horizontale stabilisator. Dit tsjinnet twa doelen: gewichtsreduksje en it gemak fan it foarmjen fan komplekse oerflakken lykas kanaalfertikale stabilisators. Botsingsabsorberende struktueren brûke ek kompositen om gewichtsbesparring te berikken. Foar lichte en lytse helikopters mei ienfâldiger struktueren, legere lesten en tinne muorren is it gebrûk fan kompositen lykwols net needsaaklik kosten-effektyf.