pawarta

Wiwit taun 1950-an,komposit sing dikuatake serat kacadigunakake ing komponen rangka pesawat helikopter sing ora nahan beban, kayata fairing lan palka inspeksi, sanajan aplikasi kasebut cukup winates.

Kemajuan terobosan ing bahan komposit kanggo helikopter kedadeyan ing taun 1960-an kanthi sukses pangembangan bilah rotor komposit sing diperkuat serat kaca. Iki nduduhake kaluwihan komposit sing luar biasa—kekuatan lelah sing unggul, transfer beban multi-jalur, karakteristik rambatan retak alon, lan kesederhanaan pencetakan kompresi—sing diwujudake kanthi lengkap ing aplikasi bilah rotor. Kelemahan sing ana ing komposit sing diperkuat serat—kekuatan geser interlaminar sing kurang lan sensitivitas marang faktor lingkungan—ora mengaruhi desain utawa aplikasi bilah rotor kanthi negatif.

Sanajan bilah logam biasane duwe umur layanan sing ora ngluwihi 2000 jam, bilah komposit bisa tekan umur ngluwihi 6000 jam, bisa uga ora ditemtokake, lan ngaktifake perawatan adhedhasar kondisi. Iki ora mung nambah keamanan helikopter nanging uga nyuda biaya siklus urip lengkap bilah kanthi signifikan, ngasilake keuntungan ekonomi sing substansial. Proses pencetakan lan perawatan kompresi sing gampang dioperasikake kanggo komposit, digabungake karo kemampuan kanggo nyetel kekuatan, kekakuan (kalebu karakteristik redaman), ngaktifake perbaikan profil aerodinamis sing luwih efektif lan optimalisasi ing desain bilah rotor, uga optimalisasi dinamika struktural rotor. Wiwit taun 1970-an, riset babagan airfoid anyar wis ngasilake seri profil bilah helikopter kinerja dhuwur. Airfoid anyar iki nduweni transisi saka desain simetris menyang desain asimetris sing mlengkung kanthi lengkap, entuk koefisien angkat maksimum lan angka Mach kritis sing tambah akeh, koefisien seret sing suda, lan owah-owahan minimal ing koefisien momen. Peningkatan ing bentuk ujung bilah rotor—saka persegi panjang nganti ujung sing disapu lan meruncing; ujung sing disapu parabola sing mlengkung mudhun; nganti ujung BERP sing disapu tipis sing luwih maju—nduweni distribusi beban aerodinamis, gangguan vortex, getaran, lan karakteristik gangguan sing luwih apik, saengga nambah efisiensi rotor.

Kajaba iku, para desainer ngetrapake optimasi terpadu multidisiplin saka aerodinamika bilah rotor lan dinamika struktural, nggabungake optimasi bahan komposit karo optimasi desain rotor kanggo entuk kinerja bilah sing luwih apik lan pangurangan getaran/noise. Akibate, ing pungkasan taun 1970-an, meh kabeh helikopter sing nembe dikembangake nggunakake bilah komposit, dene model lawas nganggo bilah logam dadi komposit ngasilake asil sing efektif banget.

Pertimbangan utama kanggo nggunakake bahan komposit ing struktur rangka pesawat helikopter kalebu: permukaan melengkung sing kompleks saka eksterior helikopter, ditambah karo beban struktural sing relatif rendah, saengga cocog kanggo fabrikasi komposit kanggo nambah toleransi kerusakan struktural lan njamin operasi sing aman lan andal; panjaluk kanggo pangurangan bobot ing struktur rangka pesawat kanggo helikopter utilitas lan serang; lan syarat kanggo struktur panyerep tabrakan lan desain siluman. Kanggo ngatasi kabutuhan kasebut, Institut Riset Teknologi Terapan Penerbangan Angkatan Darat AS ngedegake Program Rangka Pesawat Komposit Lanjutan (ACAP) ing taun 1979. Wiwit taun 1980-an, nalika helikopter kaya Sikorsky S-75, Bell D292, Boeing 360, lan MBB BK-117 Eropa kanthi rangka pesawat kabeh-komposit miwiti penerbangan uji coba, nganti integrasi swiwi lan fuselage komposit V-280 sing sukses dening Bell Helicopter ing taun 2016, pangembangan helikopter rangka pesawat kabeh-komposit wis nggawe langkah sing signifikan. Dibandhingake karo pesawat referensi paduan aluminium, rangka pesawat komposit menehi keuntungan sing substansial ing bobot rangka pesawat, biaya produksi, linuwih, lan perawatan, nyukupi tujuan program ACAP kaya sing wis dijlentrehake ing Tabel 1-3. Akibate, para ahli negesake manawa ngganti rangka pesawat aluminium karo struktur komposit nduweni makna sing bisa dibandhingake karo transisi taun 1940-an saka rangka pesawat kain kayu menyang struktur logam.

Lumrahe, panggunaan bahan komposit ing struktur rangka pesawat iku raket banget karo spesifikasi desain helikopter (metrik kinerja). Saiki, bahan komposit nyumbang 30% nganti 50% saka bobot struktur rangka pesawat ing helikopter serang medium lan abot, dene helikopter transportasi militer/sipil nggunakake persentase sing luwih dhuwur, nganti 70% nganti 80%. Bahan komposit utamane digunakake ing komponen fuselage kayata boom buntut, stabilisator vertikal, lan stabilisator horisontal. Iki nduweni rong tujuan: pangurangan bobot lan gampang mbentuk permukaan sing kompleks kaya stabilisator vertikal saluran. Struktur penyerap tabrakan uga nggunakake komposit kanggo entuk penghematan bobot. Nanging, kanggo helikopter entheng lan cilik kanthi struktur sing luwih prasaja, beban sing luwih murah, lan tembok sing tipis, panggunaan komposit bisa uga ora efektif biaya.