նորություններ

Դեռևս 1950-ական թվականներին,ապակե մանրաթելային ամրացված կոմպոզիտներօգտագործվել են ուղղաթիռների կոնստրուկցիաների ոչ բեռ կրող բաղադրիչներում, ինչպիսիք են ծածկերը և ստուգման լյուկերը, չնայած դրանց կիրառումը բավականին սահմանափակ էր։

Ուղղաթիռների համար կոմպոզիտային նյութերի ոլորտում առաջընթացը տեղի ունեցավ 1960-ական թվականներին՝ ապակե մանրաթելով ամրացված կոմպոզիտային ռոտորի թևերի հաջող մշակմամբ։ Սա ցույց տվեց կոմպոզիտների ակնառու առավելությունները՝ գերազանց հոգնածության դիմադրություն, բազմուղի բեռի փոխանցում, ճաքերի դանդաղ տարածման բնութագրեր և սեղմման պարզություն, որոնք լիովին իրացվեցին ռոտորի թևերի կիրառություններում։ Մանրաթելային կոմպոզիտների բնորոշ թույլ կողմերը՝ ցածր միջշերտային կտրման դիմադրությունը և շրջակա միջավայրի գործոնների նկատմամբ զգայունությունը, բացասաբար չազդեցին ռոտորի թևերի նախագծման կամ կիրառման վրա։

Մինչդեռ մետաղական շեղբերի ծառայության ժամկետը սովորաբար չի գերազանցում 2000 ժամը, կոմպոզիտային շեղբերի ծառայության ժամկետը կարող է գերազանցել 6000 ժամը, հնարավոր է՝ անորոշ, և հնարավորություն է տալիս կատարել պայմանի վրա հիմնված սպասարկում: Սա ոչ միայն բարելավում է ուղղաթիռի անվտանգությունը, այլև զգալիորեն նվազեցնում է շեղբերի ամբողջական կյանքի ցիկլի արժեքը՝ ապահովելով զգալի տնտեսական օգուտներ: Կոմպոզիտների համար պարզ, հեշտ օգտագործվող սեղմման ձուլման և կարծրացման գործընթացը, զուգորդված ամրության, կոշտության (ներառյալ մարման բնութագրերը) հարմարեցման ունակության հետ, հնարավորություն է տալիս ավելի արդյունավետ կատարել աերոդինամիկ պրոֆիլի բարելավումներ և օպտիմալացումներ ռոտորի շեղբերի նախագծման մեջ, ինչպես նաև օպտիմալացնել ռոտորի կառուցվածքային դինամիկան: 1970-ական թվականներից ի վեր նոր աերոդինամիկական մոլեկուլների հետազոտությունները տվել են բարձր արդյունավետությամբ ուղղաթիռի շեղբերի պրոֆիլների շարք: Այս նոր աերոդինամիկական մոլեկուլները առանձնանում են սիմետրիկից լիովին կոր, ասիմետրիկ դիզայնի անցումով, հասնելով զգալիորեն բարձրացված առավելագույն վերելքի գործակիցների և կրիտիկական Մախ թվերի, նվազեցված դիմադրության գործակիցների և մոմենտի գործակիցների նվազագույն փոփոխությունների: Ռոտորի շեղբերի ծայրերի ձևերի բարելավումներ՝ ուղղանկյունից մինչև թեքված, կոնաձև ծայրեր. պարաբոլիկ թեքված ներքև կոր ծայրեր. դեպի առաջադեմ բարակ սահող BERP ծայրակալներ՝ ունեն զգալիորեն բարելավված աերոդինամիկ բեռի բաշխումը, մրրիկի միջամտությունը, թրթռումը և աղմուկի բնութագրերը, դրանով իսկ բարձրացնելով ռոտորի արդյունավետությունը։

Ավելին, նախագծողները իրականացրեցին ռոտորի թևերի աերոդինամիկայի և կառուցվածքային դինամիկայի բազմամասնագիտական ​​ինտեգրված օպտիմալացում՝ համատեղելով կոմպոզիտային նյութի օպտիմալացումը ռոտորի նախագծման օպտիմալացման հետ՝ թևերի աշխատանքի բարելավման և թրթռման/աղմուկի նվազեցման համար: Հետևաբար, 1970-ականների վերջին գրեթե բոլոր նոր մշակված ուղղաթիռները կիրառեցին կոմպոզիտային թևեր, մինչդեռ հին մոդելների մետաղական թևերով կոմպոզիտային թևերի վրա արդիականացումը տվեց զարմանալիորեն արդյունավետ արդյունքներ:

Ուղղաթիռների կոնստրուկցիաներում կոմպոզիտային նյութեր ընդունելու հիմնական նկատառումներն են՝ ուղղաթիռների արտաքին մասերի բարդ կոր մակերեսները, զուգորդված համեմատաբար ցածր կառուցվածքային բեռնվածքի հետ, որոնք դրանք դարձնում են կոմպոզիտային արտադրության համար հարմար՝ կառուցվածքային վնասների նկատմամբ դիմադրողականությունը բարձրացնելու և անվտանգ ու հուսալի շահագործումն ապահովելու համար, ինչպես նաև կոմպոզիտային կոնստրուկցիաների կառուցվածքների քաշի նվազեցման պահանջարկը՝ ինչպես օգտակար, այնպես էլ հարձակողական ուղղաթիռների համար, և վթարները կլանող կառուցվածքների և գաղտնի նախագծման պահանջները: Այս կարիքները բավարարելու համար ԱՄՆ բանակի ավիացիայի կիրառական տեխնոլոգիաների հետազոտությունների ինստիտուտը 1979 թվականին հիմնադրել է «Առաջադեմ կոմպոզիտային կոնստրուկցիաների ծրագիրը» (ACAP): 1980-ական թվականներից, երբ Sikorsky S-75, Bell D292, Boeing 360 և եվրոպական MBB BK-117 ուղղաթիռները, որոնք ամբողջությամբ կոմպոզիտային կոնստրուկցիաներով էին, սկսեցին փորձարկել թռիչքները, մինչև Bell Helicopter-ի կողմից V-280-ի կոմպոզիտային թևերի և ֆյուզելյաժի հաջող ինտեգրումը 2016 թվականին, ամբողջությամբ կոմպոզիտային կոնստրուկցիաներով ուղղաթիռների մշակումը զգալի առաջընթաց է գրանցել: Ալյումինե համաձուլվածքից պատրաստված ինքնաթիռների համեմատ, կոմպոզիտային ինքնաթիռների կառուցվածքները զգալի առավելություններ են ապահովում կառուցվածքների քաշի, արտադրական ծախսերի, հուսալիության և պահպանման ունակության առումով՝ համապատասխանելով ACAP ծրագրի նպատակներին, որոնք նշված են աղյուսակ 1-3-ում: Հետևաբար, փորձագետները պնդում են, որ ալյումինե ինքնաթիռների կառուցվածքների փոխարինումը կոմպոզիտային կառուցվածքներով ունի նշանակություն, որը համեմատելի է 1940-ականներին փայտե-կտորային ինքնաթիռների կառուցվածքներից մետաղական կառուցվածքների անցման հետ:

Բնականաբար, ինքնաթիռի կոնստրուկցիաներում կոմպոզիտային նյութերի օգտագործման ծավալը սերտորեն կապված է ուղղաթիռների նախագծման սպեցիֆիկացիաների (աշխատանքային չափանիշների) հետ: Ներկայումս միջին և ծանր հարձակողական ուղղաթիռներում կոմպոզիտային նյութերը կազմում են ինքնաթիռի կոնստրուկցիայի քաշի 30%-ից 50%-ը, մինչդեռ ռազմական/քաղաքացիական տրանսպորտային ուղղաթիռներն օգտագործում են ավելի բարձր տոկոսներ՝ հասնելով 70%-ից 80%-ի: Կոմպոզիտային նյութերը հիմնականում օգտագործվում են ֆյուզելյաժի բաղադրիչներում, ինչպիսիք են պոչի բումը, ուղղահայաց կայունարարը և հորիզոնական կայունարարը: Սա ծառայում է երկու նպատակի՝ քաշի նվազեցմանը և բարդ մակերեսների, ինչպիսիք են խողովակաձև ուղղահայաց կայունարարները, ձևավորման հեշտությանը: Վթարները կլանող կառուցվածքները նույնպես օգտագործում են կոմպոզիտներ՝ քաշի խնայողության հասնելու համար: Այնուամենայնիվ, թեթև և փոքր ուղղաթիռների համար, որոնք ունեն ավելի պարզ կառուցվածք, ցածր բեռնվածություն և բարակ պատեր, կոմպոզիտների օգտագործումը կարող է պարտադիր չէ, որ արդյունավետ լինի ծախսարդյունավետ: