lajme

Që në fillim të viteve 1950,kompozite të përforcuara me fibra qelqiu përdorën në komponentët jo-mbajtës të kornizave të helikopterëve, të tilla si mbulesat mbrojtëse dhe kapakët e inspektimit, megjithëse zbatimi i tyre ishte mjaft i kufizuar.

Përparimi i jashtëzakonshëm në materialet kompozite për helikopterët ndodhi në vitet 1960 me zhvillimin e suksesshëm të teheve të rotorit të përforcuar me fibra qelqi. Kjo demonstroi avantazhet e jashtëzakonshme të kompozitëve - rezistencë superiore ndaj lodhjes, transferim të ngarkesës në shumë rrugë, karakteristika të përhapjes së ngadaltë të çarjeve dhe thjeshtësi të formimit me kompresim - të cilat u realizuan plotësisht në aplikimet e teheve të rotorit. Dobësitë e natyrshme të kompozitëve të përforcuar me fibra - rezistencë e ulët ndaj prerjes ndërshtresore dhe ndjeshmëri ndaj faktorëve mjedisorë - nuk ndikuan negativisht në projektimin ose aplikimin e teheve të rotorit.

Ndërsa tehet metalike zakonisht kanë një jetëgjatësi shërbimi që nuk i kalon 2000 orë, tehet kompozite mund të arrijnë jetëgjatësi që tejkalon 6000 orë, potencialisht të pacaktuar, dhe mundësojnë mirëmbajtje të bazuar në kushte. Kjo jo vetëm që rrit sigurinë e helikopterëve, por gjithashtu zvogëlon ndjeshëm koston e ciklit të plotë të jetës së teheve, duke sjellë përfitime të konsiderueshme ekonomike. Procesi i thjeshtë dhe i lehtë për t’u përdorur i formimit me kompresim dhe kurimit për kompozitet, i kombinuar me aftësinë për të përshtatur forcën, ngurtësinë (përfshirë karakteristikat e amortizimit), mundëson përmirësime dhe optimizime më efektive të profilit aerodinamik në projektimin e teheve të rotorit, si dhe optimizimin e dinamikës strukturore të rotorit. Që nga vitet 1970, hulumtimi në aerodinamikë të rinj ka dhënë një seri profilesh tehësh helikopteri me performancë të lartë. Këta aerodinamikë të rinj paraqesin një kalim nga projektime simetrike në ato plotësisht të lakuara dhe asimetrike, duke arritur koeficientë maksimalë të ngritjes dhe numra kritikë Mach, koeficientë të reduktuar të rezistencës dhe ndryshime minimale në koeficientët e momentit. Përmirësime në format e majave të teheve të rotorit - nga majat drejtkëndëshe në ato të pjerrëta, konike; majat parabolike të pjerrëta poshtë; te majat e holla BERP të përparuara — kanë përmirësuar ndjeshëm shpërndarjen aerodinamike të ngarkesës, ndërhyrjen e vorbullës, dridhjen dhe karakteristikat e zhurmës, duke rritur kështu efikasitetin e rotorit.

Për më tepër, projektuesit zbatuan optimizim të integruar shumëdisiplinor të aerodinamikës së teheve të rotorit dhe dinamikës strukturore, duke kombinuar optimizimin e materialit kompozit me optimizimin e projektimit të rotorit për të arritur performancë të përmirësuar të teheve dhe ulje të dridhjeve/zhurmës. Si pasojë, deri në fund të viteve 1970, pothuajse të gjithë helikopterët e zhvilluar rishtazi përdorën tehe kompozite, ndërsa modifikimi i modeleve të vjetra me tehe metalike në ato kompozite dha rezultate jashtëzakonisht efektive.

Konsideratat kryesore për përdorimin e materialeve kompozite në strukturat e kornizave të helikopterëve përfshijnë: sipërfaqet e lakuara komplekse të pjesës së jashtme të helikopterëve, të shoqëruara me ngarkesë relativisht të ulët strukturore, duke i bërë ato të përshtatshme për prodhim kompozit për të rritur tolerancën ndaj dëmtimeve strukturore dhe për të siguruar funksionim të sigurt dhe të besueshëm; kërkesën për uljen e peshës në strukturat e kornizave të ajrit si për helikopterët e shërbimeve ashtu edhe për ata të sulmit; dhe kërkesat për strukturat që thithin përplasjet dhe dizajnin e fshehtë. Për të adresuar këto nevoja, Instituti i Kërkimit të Teknologjisë së Aplikuar të Aviacionit të Ushtrisë Amerikane krijoi Programin e Avancuar të Kornizave të Avionëve të Përbëra (ACAP) në vitin 1979. Nga vitet 1980, kur helikopterë si Sikorsky S-75, Bell D292, Boeing 360 dhe European MBB BK-117 me korniza ajrore tërësisht të përbëra filluan fluturimet testuese, deri në integrimin e suksesshëm të krahëve dhe trupit të avionit të përbërë të V-280 nga Bell Helicopter në vitin 2016, zhvillimi i helikopterëve tërësisht të përbëra ka bërë hapa të rëndësishëm. Krahasuar me avionët referues prej lidhjesh alumini, strukturat ajrore të përbëra ofrojnë përfitime të konsiderueshme në peshën e strukturës së avionit, kostot e prodhimit, besueshmërinë dhe mirëmbajtjen, duke përmbushur objektivat e programit ACAP siç përshkruhen në Tabelën 1-3. Si pasojë, ekspertët pohojnë se zëvendësimi i strukturave ajrore të aluminit me struktura të përbëra ka rëndësi të krahasueshme me kalimin e viteve 1940 nga strukturat ajrore prej druri dhe pëlhure në strukturat metalike.

Natyrisht, shkalla e përdorimit të materialeve kompozite në strukturat e korpusit të avionit është e lidhur ngushtë me specifikimet e projektimit të helikopterëve (metrikat e performancës). Aktualisht, materialet kompozite përbëjnë 30% deri në 50% të peshës së strukturës së korpusit të avionit në helikopterët sulmues të mesëm dhe të rëndë, ndërsa helikopterët e transportit ushtarak/civil përdorin përqindje më të larta, duke arritur në 70% deri në 80%. Materialet kompozite përdoren kryesisht në komponentët e trupit të avionit, siç është bumi i bishtit, stabilizuesi vertikal dhe stabilizuesi horizontal. Kjo shërben për dy qëllime: zvogëlimin e peshës dhe lehtësinë e formimit të sipërfaqeve komplekse si stabilizuesit vertikalë me kanale. Strukturat që thithin përplasjet përdorin gjithashtu kompozite për të arritur kursime në peshë. Megjithatë, për helikopterët e lehtë dhe të vegjël me struktura më të thjeshta, ngarkesa më të ulëta dhe mure të holla, përdorimi i kompoziteve mund të mos jetë domosdoshmërisht efektiv nga ana e kostos.