aħbarijiet

Sa mill-1950ijiet,kompożiti rinfurzati bil-fibra tal-ħġieġintużaw f'komponenti li ma jġorrux tagħbija ta' qafas ta' ħelikopters, bħal fairings u bokkaporti ta' spezzjoni, għalkemm l-applikazzjoni tagħhom kienet pjuttost limitata.

L-avvanz rivoluzzjonarju fil-materjali komposti għall-ħelikopters seħħ fis-snin sittin bl-iżvilupp b'suċċess ta' xfafar tar-rotor komposti rinfurzati bil-fibra tal-ħġieġ. Dan wera l-vantaġġi eċċellenti tal-kompożiti—saħħa superjuri għall-għeja, trasferiment tat-tagħbija f'diversi mogħdijiet, karatteristiċi ta' propagazzjoni bil-mod tax-xquq, u s-sempliċità tal-iffurmar bil-kompressjoni—li ġew realizzati bis-sħiħ fl-applikazzjonijiet tax-xfafar tar-rotor. Id-dgħufijiet inerenti tal-kompożiti rinfurzati bil-fibra—saħħa baxxa ta' shear interlaminari u sensittività għal fatturi ambjentali—ma affettwawx ħażin id-disinn jew l-applikazzjoni tax-xfafar tar-rotor.

Filwaqt li x-xfafar tal-metall tipikament ikollhom ħajja ta' servizz li ma taqbiżx l-2000 siegħa, xfafar komposti jistgħu jilħqu ħajja ta' aktar minn 6000 siegħa, potenzjalment indefinit, u jippermettu manutenzjoni bbażata fuq il-kundizzjoni. Dan mhux biss itejjeb is-sikurezza tal-ħelikopters iżda jnaqqas ukoll b'mod sinifikanti l-ispiża taċ-ċiklu tal-ħajja sħiħ tax-xfafar, u b'hekk jagħti benefiċċji ekonomiċi sostanzjali. Il-proċess sempliċi u faċli biex jitħaddem tal-iffurmar bil-kompressjoni u t-tqaddid għall-kompożiti, flimkien mal-abbiltà li jiġu mfassla s-saħħa, l-ebusija (inklużi l-karatteristiċi tad-damping), jippermetti titjib u ottimizzazzjonijiet aktar effettivi tal-profil aerodinamiku fid-disinn tax-xfafar tar-rotor, kif ukoll ottimizzazzjoni tad-dinamika strutturali tar-rotor. Mis-snin sebgħin, ir-riċerka dwar ajrukojdi ġodda wasslet għal serje ta' profili tax-xfafar tal-ħelikopters ta' prestazzjoni għolja. Dawn l-ajrukojdi ġodda jinkludu tranżizzjoni minn disinji simmetriċi għal disinji asimmetriċi kompletament mgħawġa, u jiksbu koeffiċjenti massimi ta' rfigħ u numri Mach kritiċi miżjuda b'mod sinifikanti, koeffiċjenti ta' reżistenza mnaqqsa, u bidliet minimi fil-koeffiċjenti tal-mument. Titjib fil-forom tal-ponot tax-xfafar tar-rotor—minn ponot rettangolari għal ponot koniċi u miknusa; ponot paraboliċi miknusa mgħawġa 'l isfel; għal ponot BERP avvanzati b'swept irqiq—tejbu sostanzjalment id-distribuzzjoni tat-tagħbija aerodinamika, l-interferenza tal-vortiċi, il-vibrazzjoni, u l-karatteristiċi tal-istorbju, u b'hekk żiedu l-effiċjenza tar-rotor.

Barra minn hekk, id-disinjaturi implimentaw ottimizzazzjoni integrata multidixxiplinarja tal-aerodinamika u d-dinamika strutturali tax-xfafar tar-rotor, billi kkombinaw l-ottimizzazzjoni tal-materjal kompost mal-ottimizzazzjoni tad-disinn tar-rotor biex jiksbu prestazzjoni mtejba tax-xfafar u tnaqqis tal-vibrazzjoni/ħoss. Konsegwentement, sa tmiem is-snin sebgħin, kważi l-ħelikopters kollha żviluppati ġodda adottaw xfafar komposti, filwaqt li t-twaħħil ta’ mudelli eqdem b’xfafar tal-metall għal dawk komposti ta riżultati notevolment effettivi.

Il-kunsiderazzjonijiet primarji għall-adozzjoni ta' materjali komposti fl-istrutturi tal-qafas tal-ħelikopters jinkludu: l-uċuħ mgħawġa kumplessi tal-estern tal-ħelikopters, flimkien ma' tagħbija strutturali relattivament baxxa, li tagħmilhom adattati għall-fabbrikazzjoni komposta biex itejbu t-tolleranza għall-ħsara strutturali u jiżguraw tħaddim sikur u affidabbli; id-domanda għat-tnaqqis fil-piż fl-istrutturi tal-qafas tal-ajruplan kemm għall-ħelikopters ta' utilità kif ukoll għal dawk ta' attakk; u r-rekwiżiti għal strutturi li jassorbu l-ħabtiet u disinn stealth. Biex jindirizza dawn il-ħtiġijiet, l-Istitut tar-Riċerka dwar it-Teknoloġija Applikata tal-Avjazzjoni tal-Armata tal-Istati Uniti stabbilixxa l-Programm Avvanzat ta' Qafas tal-Ajru Kompost (ACAP) fl-1979. Mis-snin tmenin, meta ħelikopters bħas-Sikorsky S-75, il-Bell D292, il-Boeing 360, u l-MBB BK-117 Ewropew b'qafas tal-ajru kollu kompost bdew titjiriet ta' prova, sal-integrazzjoni b'suċċess ta' Bell Helicopter tal-ġwienaħ u l-fuselage komposti tal-V-280 fl-2016, l-iżvilupp ta' ħelikopters b'qafas tal-ajru kollu kompost għamel passi sinifikanti 'l quddiem. Meta mqabbla ma' ajruplani ta' referenza magħmulin minn liga tal-aluminju, l-oqfsa tal-ajru komposti jagħtu benefiċċji sostanzjali fil-piż tal-oqfsa tal-ajru, l-ispejjeż tal-produzzjoni, l-affidabbiltà, u l-manutenzjoni, u b'hekk jilħqu l-objettivi tal-programm ACAP kif deskritt fit-Tabella 1-3. Konsegwentement, l-esperti jsostnu li s-sostituzzjoni tal-oqfsa tal-ajru tal-aluminju bi strutturi komposti għandha sinifikat komparabbli mat-tranżizzjoni tas-snin 40 minn oqfsa tal-ajru magħmula minn drapp tal-injam għal strutturi tal-metall.

Naturalment, il-firxa tal-użu ta' materjal kompost fl-istrutturi tal-istruttura tal-ajruplan hija marbuta mill-qrib mal-ispeċifikazzjonijiet tad-disinn tal-ħelikopters (metriċi tal-prestazzjoni). Bħalissa, il-materjali komposti jammontaw għal 30% sa 50% tal-piż tal-istruttura tal-istruttura tal-ajruplan f'ħelikopters ta' attakk medji u tqal, filwaqt li l-ħelikopters tat-trasport militari/ċivili jużaw perċentwali ogħla, li jilħqu 70% sa 80%. Materjali komposti huma primarjament impjegati f'komponenti tal-fuselage bħad-denb tal-ispinta, l-istabilizzatur vertikali, u l-istabilizzatur orizzontali. Dan iservi żewġ skopijiet: it-tnaqqis tal-piż u l-faċilità li jiġu ffurmati uċuħ kumplessi bħal stabilizzaturi vertikali bil-kanali. Strutturi li jassorbu l-ħabtiet jużaw ukoll komposti biex jiksbu tfaddil fil-piż. Madankollu, għal ħelikopters ħfief u żgħar bi strutturi aktar sempliċi, tagħbijiet aktar baxxi, u ħitan irqaq, l-użu ta' komposti jista' ma jkunx neċessarjament kosteffettiv.