Le pale di un rotore di elicottero
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Le pale di un rotore di elicottero

Le pale di un rotore di elicottero

Le condizioni operative della pala del rotore di un elicottero sono per molti aspetti diverse dalle condizioni operative dell'ala dell'aeromobile. La caratteristica principale è che i carichi che agiscono su di esso sono variabili nel tempo. Pertanto, quando si sceglie il materiale degli elementi della lama, i seguenti requisiti vengono presentati come i principali:

  • - resistenza a fatica: resistenza alla rottura (resistenza alla propagazione di cricche da fatica) e bassa sensibilità ai concentratori di stress;

  • - l'invarianza delle proprietà meccaniche degli elementi materiali e dei loro composti dal tempo operativo, dalla temperatura e dalle condizioni atmosferiche specificate nell'ambiente;

  • - requisiti tecnologici: capacità di produzione per garantire le forme di sezione specificate di elementi strutturali; aumentare la vita degli elementi strutturali con metodi di tempra; controllo sulla qualità delle connessioni e dato geometrico

dimensioni nella fabbricazione di elementi di costruzione nel complesso di lama; struttura della pala manutenibilità durante il suo funzionamento.
Oltre a quanto sopra, è necessario prendere in considerazione il costo del processo di fabbricazione del materiale e del processo lama e costo del suo funzionamento.

In considerazione dei requisiti di cui sopra sono la scelta del materiale, e che ha la più alta resistenza al rapporto di peso - e un modulo specifico elastico E - p.

Nel formare il longherone della lama compositi ibridi ricercare la massima compatibilità con il materiale di matrice, ad esempio, l'entità dell'allungamento dinamica, grado di adesione, e il coefficiente di dilatazione lineare di volume, serbatoio acqua, tempo di invecchiamento, la sensibilità agli urti.

La sensibilità agli urti è determinato dal valore della tenacità. Per compositi in fibra di durezza è caratterizzato da un atteggiamento. Un modo per migliorare la tenacità del composito è l'introduzione nella loro struttura fibre più stabili e meno rigide, come vetro o biologica - in fibra di carbonio.

Nello sviluppo di un elicottero elemento alimentazione principale della lama - longherone - effettuata legno, acciai legati, leghe di alluminio, acciaio inossidabile, leghe di titanio. Si è ora ampiamente praticata fabbricazione del longherone materiali compositi.

Le pale di un rotore di elicottero

unità telaio - Fodera, costole, coda traversa precedentemente realizzati in compensato, tessuto, leghe di alluminio, in lame moderni sono state rilasciate alla CM.
Legno è stato utilizzato nella pratica Ukhtomsky elicottero Plant. Y.I. Kamov nel periodo della sua formazione. Decisivo nella selezione dei materiali seguenti considerazioni sono: il legno è insensibile sottolineare concentratori, crack resistente; non richiede attrezzature tecnologiche complesso nella produzione del longherone e il telaio della lama; il costo di fabbricazione della lama non è grande.

La parte centrale del longherone era fatta di legno delta (incollato fogli sottili di legno), il naso del profilo è costituito da una serie di listelli di pino incollati. La sezione di coda era un telaio di pannelli di compensato, incollato alla schiuma. la superficie della lama è coperta con un panno e vernice resistente all'acqua.
Durante l'operazione rivelato carenze significative pale di legno:

  • - nonostante il rivestimento resistente all'umidità della superficie della pala, gli elementi strutturali sono stati saturi di umidità, che ha portato ad una variazione del centro di gravità della sezione (spostata indietro) e ad una diminuzione della velocità critica della fluttuazione della pala;

  • - l'impregnazione con antisettici non ha eliminato la putrefazione del legno durante il funzionamento, mentre le sue proprietà meccaniche si sono deteriorate.

Nella pratica della elicottero impianto di Mosca. ML lame Mile HB Macchine movimento terra mista - Spar è stata fatta da un tubo di acciaio ed elementi telaio in legno e tela utilizzata.

Criteri di resistenza, rigidità e aerodinamica basato su capacità tecnologiche hanno portato alla necessità di modificare la forma della sezione trasversale del longherone radialmente da cilindrica ellittica. industria metallurgica non aveva attrezzature per la formazione del longherone da un unico pezzo. Pertanto, i progettisti hanno dovuto introdurre giunti telescopici collegati da rivetti in acciaio, con potenziamento tecnologia (fori dornirovanie), transizioni omogenee rigidità al giunto, una rettifica longitudinale superfici interne ed esterne di ciascuna porzione del longherone.

Data la natura dei carichi aerodinamici sulla corda del profilo, il profilo della parte anteriore della lama era fatta di compensato e retro - dal web alla parte interna della lama e compensato guaina nel mezzo e fine parti.

carico aerodinamico e la forza centrifuga che agisce sul telaio, attraverso le nervature sono stati trasmessi al longherone. Il trasferimento di forze e momenti sul longherone effettuata mediante flange rivettate alla parete del longherone e nervature.

Durante l'operazione ha evidenziato una serie di carenze adottato un costruttivo lame schema forza. La presenza di giunti e rivetti complicato notevolmente il processo di realizzazione delle pale delle risorse necessarie. Utilizzare nell'involucro posteriore senza coppia (foglia) porta al fatto che a causa di forze aerodinamiche esterne e forza centrifuga OMSspirito, all'interno del telaio, significativamente distorta profilo della pala, che degrada le caratteristiche aerodinamiche.

Introduzione dei fori di scarico sulla superficie inferiore alla fine della lama ha portato a perdite locali di aria di fluire all'interno del telaio sotto l'azione di forze centrifughe. Per superare questo inconveniente, eliminando web e saltare na compensato guaina sull'intera superficie della pala aumentare significativamente il peso delle pale e sposta il baricentro della pala posteriore. Come risultato, congiunte attività designer, ingegneri e metallurgisti per affrontare tali carenze è stato creato longherone predeterminata sezione variabile senza giunzioni, e la porzione di coda dyuralyuminevoy lama in acciaio eseguono placcatura a nido d'ape irrigidito senza cambiare forma sotto carichi aerodinamici.

Per trave tubolare di solito usato tubo di acciaio ad alta lega o digitare ZOHGSA 40HNMA, bonificato per la resistenza (a ^ = 1100-1300 MPa). Dopo la laminazione a caldo e freddo, formatura e indurimento della superficie tubo esterno ed interno lucido. Le superfici esterne e interne del longherone è creato indurimento del modo vibro-impatto per aumentare limite di resistenza e w = 280-300 MPa mi »a parità di carico parziale atm = 200-250 MPa.

Nella costruzione della pala basata sul tubo d'acciaio è solitamente protetto dal telaio longherone e non può essere danneggiato meccanicamente in funzione.

Usando il materiale estruso duralluminio possibile formare il profilo longherone con la sezione più appropriata (2.3.1). Applicazione di un profilo chiuso, ottenuto per pressione (estrusione) limita la gamma di impiego della lega duralluminio esistente. Nel processo di pressatura del materiale viene separato in due parti, tuttavia nello strumento profilo di formatura (die), queste due parti da collegare e pressione saldati. Per la struttura del materiale nel campo della saldatura non è compromessa, è necessario utilizzare un materiale ad elevata resistenza alla corrosione, resistenza a fatica duralluminio longherone può essere ridotta a causa di difetti che si verificano durante la pressatura e profilo di lavorazione .lonzherona. È pertanto necessario non solo un outer, ma anche la superficie interna del rinforzo modo vibro-impatto longherone. limite di fatica può essere elevato a = 55-60 MPa a circa t = 60 MPa. Per escludere la possibilità di danno minimo corrosione longherone estruso nel processo di fabbricazione e delle condizioni di funzionamento devono essere applicati rivestimenti elettrolitici (per esempio, anodizzazione) operazioni dopo l'elaborazione intermedia.

premendo processo non consente di modificare la forma della sezione trasversale per una determinata legge, cosicché il profilo all'altezza desiderata lungo la lunghezza della lama può essere raggiunta solo attraverso la superficie esterna della fresatura. Come risultato, il progettista è in grado di progettare strutturalmente potenza lame regime solo a pianta rettangolare (restrizione r | = 1).

superficie di contatto Spar con il flusso d'aria ha portato alla necessità di proteggere la superficie del danno di erosione.

pale degli elicotteri

formando lama tentativo longherone è costituito da un sottile foglio laminato di acciaio inossidabile, collegata mediante un incollaggio monolite. Doveva la creazione del disegno, che ha alta resistenza alla fatica propagazione. inconveniente biologici di questo disegno è l'incapacità di fornire una giunzione qualità ed eliminazione dei difetti identificati superfici adesive.

Le lame di una forma chiusa longherone consentono l'uso di mezzi tecnici di monitoraggio continuo della rottura a fatica longherone del materiale. danni-metal sistema longheroni allarme consiste in un allarme di pressione dell'aria e le spine alle estremità del longherone (2.3.2). La cavità interna del longherone è riempito di aria pressurizzata, sopra lo stato di allarme inizio pressione.

Le pale di un rotore di elicottero

pale del rotore dell'elicottero 2

Nel caso di una crepa nella pressione dell'aria diminuisce trave in esso. Informazioni sulla depressurizzazione cavità trave fornita da un interno annunciatore pressione soffietto rosso tappo specificato nella porzione di testa di ogni lama.

Air Display pressione nei longheroni nella cabina di guida non viene emesso, perché crepa processo di crescita prima della distruzione del longherone è molte volte più lunghi rispetto il massimo possibile lunghezza del volo in elicottero. Controllo della lama è effettuato tra l'ispezione volo sulla condizione di allarme.

La pressione dell'aria nel longherone viene creato in base alla temperatura e pressione ambiente, tenendo conto del principio dello stato di allarme.

Le lame dei longheroni tubolari in acciaio Mi-26 sulla superficie esterna allineati con nastro di vetro, per cui nel caso di una fessura nel longherone esclude la possibilità di longherone rilevazione guasto tramite sistema di segnalamento pneumatico. Per garantire un funzionamento affidabile del sistema di segnalazione danni longherone per tutta la lunghezza della sua superficie esterna impilati doppie cordicelle fluoroplastici (2.3.3) e dopo l'avvolgimento nastri di fibre di vetro viene prodotta nello stampo polimerizzazione. cavi PTFE sono tese, formando condotti dell'aria diametro

2 mm, aperto dalla superficie esterna del tubo del longherone. La comparsa di incrinature da fatica nell'area dei canali dell'aria porta a una caduta di pressione nella cavità del longherone e al funzionamento del dispositivo di allarme. I canali sono doppi per motivi tecnologici - c'è sempre la probabilità di una rottura nel cordone fluoroplastico quando viene estratto da una cavità di lunghezza 14 m.

pale degli elicotteri

L'anisotropia dei materiali compositi ha aperto ampie possibilità della loro applicazione nel lame HB. L'applicazione permette CM diretto per formare caratteristiche di rigidità delle pale (flessione e torsione) da un'adeguata orientamento delle fibre di rinforzo del composito, data la complessità del suo carico.

Elicottero è il più avanzato del settore attrezzature aerospaziali, ha cominciato a sentirsi liberi di utilizzare il CM in tale importanti e difficili carichi l'unità come lame HB.

L'efficacia del CM nell'elemento potere della lama è definito da una serie di vantaggi di questi materiali rispetto ai metalli. In particolare, i parametri aerodinamici e aeroelastici di lame compositi possono essere scelti indipendentemente le limitazioni causate da processi tecnologici produrre laminati, estrusi (premuto) o componenti metallici lavorati.

Strutture composite può essere dato un sofisticata forma aerodinamica e materiale anisotropico regolabile consente di creare la rigidità necessaria entro i parametri aerodinamici e aeroelastici specificati. Il risultato è una maggiore efficienza aerodinamica viti determinato rapporto portanza alla resistenza aerodinamica.

Utilizzando CM avente una elevata resistenza specifica, la lama è realizzata massa più piccola rispetto al metallo. lame peso ridotto, a sua volta, influenze pas forza centrifuga, l'inerzia del rotore, la frequenza e altre caratteristiche.

L'anisotropia ampiamente variabile del CM consente di ottenere i necessari parametri strutturali e di smorzamento della lama.

aeromobili nel contesto della vite

La frequenza di oscillazione della lama può essere modificato non solo la ridistribuzione di peso, ma anche una scelta di fibre di rinforzo aventi un basso o un alto modulo di elasticità, compresi ibridazione (miscelazione), il grado di rinforzi e l'orientamento delle fibre di rinforzo rispetto all'asse della lama. La rigidezza torsionale delle lame può essere notevolmente aumentata attraverso l'aggiunta di strati orientati ± 45 ° rispetto alla campata lama con pochi cambiamenti nella frequenza delle oscillazioni longitudinali.

Uno dei possibili criteri di ottimo pannelli KM, prevedendo almeno il suo peso, è la condizione di coincidenza con la traiettoria di rafforzare la sollecitazione massima principale. Tipicamente, il CM è un insieme di strati unidirezionali o tessuto con differenti spessori e angoli di orientamento delle fibre. Le proprietà di questo materiale sono determinati dalle proprietà dei singoli livelli e struttura.

L'effettiva attuazione dei vantaggi dei compositi nella costruzione delle pale richiede risolvere problemi complessi associati con la selezione di un componenti reciprocamente concordate iniziali (fibra e matrice), la definizione di una struttura razionale del materiale e del tipo di carichi esterni e altri effetti, tenendo conto delle caratteristiche specifiche del materiale e le limitazioni tecnologiche nella progettazione degli elementi a lama.

Il comportamento meccanico del CM determinato ricca di fibre di rinforzo resistenza, matrice di rigidezza e resistenza legame alla "matrice - fibra".

La più grande domanda è stata ricevuta dal CM sulla matrice di fibra di vetro epossidica. Ciò è dovuto principalmente al basso costo di vetroresina. Ulteriore sviluppo del design lama KM implica l'uso di composizioni ibride

- combinazioni di fibra di carbonio con fibre organiche e altre opzioni simili.

CFRP, in possesso di alta resistenza, insensibili ai carichi d'urto. L'introduzione di materiale meno rigida e la protezione della superficie longherone da ogni danno fornisce funzioni ampio uso di tali composizioni.

Spar con un chiuso a sezione scatolare £) a forma può essere fatto avvolgendo nastro unidirezionale sul mandrino. Questo metodo di fabbricazione del longherone lama è ampiamente usato nella produzione di grande serie, dove si consiglia di automatizzare il processo di fabbricazione. In pratica OKB NI Kamov tecnologia scelta per la fabbricazione delle parti longherone dai calcoli di differenti tessuti o nastri unidirezionali del materiale sui mandrini.

Fogli spar materiale raccolto in sacchi e sottoposto a piegatura preliminare autoclave a bassa temperatura. Fogli con il bastone, pacchetti diventano necessari per costruire ulteriormente la forma e la rigidità e praticamente nessun polimerizzazione del legante avviene. Dopo la piegatura dei pacchetti sono aperti profilo percorso.

Poi i sacchetti vengono raccolti assieme ai carichi di centraggio, elemento riscaldante e calcioli in un'unica unità, che si trova all'interno della pressa di gomma camera di processo. Unità pacchetto con una macchina pressa collocato in un apposito stampo, il profilo interno della corrispondente al contorno esterno dell'arco della lama.

La camera di stampa viene fornito con azoto compresso, e lo stampo è riscaldato. Così longarone acquisisce la forma desiderata, il legante viene polimerizzato e tutti gli elementi del longherone sono incollati saldamente insieme. Al termine della pressatura longherone processo viene rimosso dallo stampo, viene rimosso dalla pressa e assegni camera tagliati. Questo metodo di produzione permette di ottenere anello chiuso longherone di varie cariche rinforzanti per vari leganti in qualsiasi combinazione con possibilità illimitate per la loro collocazione nella struttura. Per una maschera per la realizzazione del numero predeterminato in sezione longherone di requisiti nella modalità pressione appuntamento, il riscaldamento, il raffreddamento e mantenimento a solidificazione. Questi requisiti sono intesi ad eliminare la deformazione residua e deformazioni dovute alle sollecitazioni termiche e irregolare distribuzione della massa del materiale e lo spessore durante la formazione del longherone.

Digitare il CM fonte per antenne selezionate a seconda delle prestazioni di volo di dati in elicottero. Per dovere luce pale di elicotteri utilizzati a buon mercato tessuto di raso in fibra di vetro. Per lame ibridi pesantemente utilizzati KM basato sulla fibra di vetro ad alta resistenza, carbonio e nastro di tessuto tecnico sul legante epossidico.

Le pale di un rotore di elicottero

L'uso di QM ibrido consente all'elemento di alimentazione principale - longarone - produrre con qualsiasi distribuzione desiderata della massa e rigidità lungo la lunghezza della lama.

A causa dei requisiti delle lame, e tenendo conto del carico di corrente, sezione della pala posteriore deve soddisfare i seguenti requisiti: resistenza strutturale, un peso minimo, rigidità, risorse sufficienti (almeno quota delle lame Spar), la scorrevolezza del profilo aerodinamico, la capacità di produrre in produzione di massa, capacità di riparazione sul campo e altri.

L'operazione funzionava bene la sezione di coda della lama favo tre strati. Questa sezione ha un rivestimento, l'estremità delle traverse e nervature del tessuto a base di fibre organiche e cariche delle cellule. L'uso della struttura polmone in sezioni di coda QM consente di ridurre il peso della sezione rispetto alla vetroresina, e aumentare la risorsa.

Una vasta esperienza acquisita con l'applicazione di elicotteri "Ka", ha dimostrato che la lama della CM hanno le migliori prestazioni. I più importanti sono i seguenti:

- un ampio margine di sicurezza con una risorsa praticamente illimitata in termini di resistenza. La vita pratica delle lame di CM è determinata dal grado della loro naturale usura, a seconda delle condizioni operative;

- aumentare la durata di servizio non solo delle pale del rotore principale, ma anche dell'intero elicottero riducendo i carichi statici e dinamici nel sistema portante, favorendo le caratteristiche di frequenza e riducendo il livello delle vibrazioni dell'elicottero. Ciò è assicurato da un processo tecnologico che consente la fabbricazione di un longherone con una sezione trasversale e uno spessore della parete di lunghezza variabile, nonché l'uso di diversi tipi di materiali di rinforzo con diversi orientamenti. Queste qualità essenziali offrono vantaggi significativi non solo sulle lame di metallo, ma anche su altri disegni di pale di CM;

- elevato grado di manutenibilità. A causa delle preziose proprietà di CM - elevata resistenza ai concentratori di stress e bassa percentuale di frattura del materiale - la semplicità e l'accessibilità della riparazione si traducono in danni da lama di grandi dimensioni in campo;

- elevata resistenza delle lame a quasi tutti i tipi di sostanze aggressive, carburanti, prodotti chimici tossici, olii, ecc .;

- la stabilità delle prestazioni di volo della pala nel processo di funzionamento a lungo termine in qualsiasi condizione climatica. La lunga esperienza di elicotteri operativi con pale di KM ha dimostrato che i cambiamenti nelle proprietà meccaniche del materiale sono così insignificanti che non influenzano né le prestazioni di volo né la durata delle lame.

Sulle caratteristiche cm di funzionamento influenze di umidità.

Formazione di caratteristiche elasto-massa LAMA HB

Componentistica per le attrezzature

Vorrei proporre Consiglio dei Ministri e le parti metalliche per eseguire il tipo di marchio o di un concetto ad un altro, uno dopo l'altro :) venuto non aspettare fino a quando non raskleyutsya, rassypyatsya, il calore e deformare FSE :) :)

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