ヘリコプターのローターのブレード
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ヘリコプターのローターのブレード

ヘリコプターのローターのブレード

ヘリコプターのロータブレードの動作条件は、多くの点で航空機の翼の動作条件とは異なる。 主な特徴は、それに作用する負荷が時間的に変動することである。 したがって、ブレード要素の材料を選択する際には、以下の要件が主要な要素として挙げられる。

  • - 疲労強度:亀裂抵抗(疲労亀裂の伝播に対する耐性)およびストレスコンセントレータに対する低い感度。

  • - 指定された運転時間、環境の温度および大気条件からの材料要素およびその化合物の機械的特性の不変性。

  • - 技術的要求:構造要素の指定された断面形状を保証する生産能力; 方法を強化することによって構造要素の寿命を延ばす。 接続の品質と与えられた幾何学的な制御

ブレードアセンブリ内の構造要素の製造にサイズ。 その動作中に保守のブレード構造。
上記に加え、それを考慮にその動作の材料のコスト及び製造プロセスのブレード法やコストを取る必要があります。

上記の要件を考慮して材料を選択すると、その重量比が最も高い強度がありされている - と弾性率Eの比弾性率 - pと。

ブレードのスパーを形成する場合、ハイブリッド複合材料は、例えばマトリックス材料との最大の互換性のために努力する、動的な伸びの大きさ、密着度、およびリニア体積膨張、水容量、エージング時間、衝撃に対する感度の係数。

衝撃に対する感度は靭性の値によって決定されます。 繊維複合材料の靭性のために姿勢によって特徴付けられます。 炭素繊維で - 複合材料の靭性を改善するための一つの方法は、それらの構造、ガラスまたは有機、より安定した低剛性繊維への導入です。

ブレードのヘリコプターのメインパワー素子の開発に - スパー - 木材、合金鋼、アルミニウム合金、ステンレス鋼、チタン合金から搬出。 これは、複合材料からスパーを製造する現在広く実施されています。

ヘリコプターのローターのブレード

フレーム単位 - 現代のブレードはCMのように作られているにライニング、リブ、テールストリンガーは、以前に、合板、織物、アルミニウム合金から製造されます。
木材は練習Ukhtomskyヘリコプター工場で使用されています。 Y.I. その形成の期間でカモフ。 決定的な材料の選択で、次の考慮事項は次のとおりだった:木材は、耐クラック、コンセントレータを強調するために鈍感です。 それはスパーと刃フレームの生産に複雑な技術設備を必要としません。 ブレードの製造コストは大きくありません。

スパーの中央部分は木材デルタ(木材の薄いシートを接着さ)で作られた、プロファイルの鼻は糊付け松のスラットのセットで構成されます。 尾部は、フォームに接着合板のパネルで作られたフレームでした。 ブレード表面は布や耐水性ワニスで覆われています。
動作時に重要な不備木製ブレードを明らかにしました。

  • - ブレード表面の防湿コーティングにもかかわらず、構造要素が水分で飽和して、セクションの重心の変化(後方にシフト)およびブレードフラッターの臨界速度の低下をもたらした。

  • - 防腐剤を含浸させても、機械的性質が低下する一方で、作業中の木材の腐敗を排除しなかった。

モスクワヘリコプター工場の練習で。 ML マイルHBブレードは混合構造を使用 - スパーは、鋼管から作られたとフレーム要素は、木材とキャンバスを使用します。

技術力に基づいて、強度、剛性および空力の要件は楕円に円筒形から半径方向にスパーの断面形状を変更する必要性を導きました。 冶金業界では、単一のブランクからスパーを形成するための設備を持っていませんでした。 したがって、設計者は、共同で技術(dornirovanieホール)、滑らかな遷移の剛性を強化して、リベット鋼によって接続された伸縮継手を導入するスパーの各部分の長手方向の研削内面及び外面を有しています。

ウェブから真ん中と端の部分のブレードと合板外装の内側部分に - プロファイルの弦上の空力負荷の性質を考えると、ブレードの前部のプロファイルは合板やバックで作られました。

空力負荷フレームに作用する遠心力は、リブを介してスパーに送信されました。 スパーとリブの壁に釘付けにフランジによって運ばスパー上の力とモーメントの転送。

動作時には多くの欠点が建設的な力方式のブレードを採用し明らかにしました。 関節やリベットの存在が非常に必要なリソースのブレードを達成するプロセスを複雑。 それにより、外部空気力と遠心力への事実につながるトルク(葉)なしリアケーシングでの使用WHO精神、フレームの内側に、大幅な空力特性を劣化させるブレードプロファイルを、歪みました。

ブレードの端部における底面の排水孔の導入は、遠心力の作用下フレームの内側に流れるように空気の局所的な損失につながっています。 ウェブを排除することによってこの欠点を克服し、大幅ブレードの重量を増加させ、バックブレードの質量の中心を移動させるブレードの全面に合板被覆をジャンプNAします。 結果として、これらの欠点に対処する関節活性デザイナー、エンジニア、冶金はスパー所定ジョイントなしの可変部、及びブレード鋼dyuralyuminevoyのテール部を作成された空気力学的負荷の下で形状を変化させることなく、補強メッキハニカムブロックを実行します。

管状スパーについては、通常、高合金鋼の管を使用するか、またはZOHGSA 40HNMAを入力し、硬化し強度を焼戻し(A ^ = 1100-1300 MPa)と。 ホット&冷間圧延した後、形成し、研磨外側と内側のパイプ表面を硬化させます。 スパーの外側と内側の表面は、一定の部分負荷気圧= 280-300メガパスカルで振動衝撃耐久限度を高めるための方法およびワットの硬化を作成= 200-250 MPaのマイル»されます。

鋼管に基づいて、ブレードの構成では、通常、フレームのスパーで保護されており、機械的に動作中に破損することはできません。

最も適切なセクション(2.3.1)とスパーのプロファイルを形成することが可能ジュラルミンの押出形材を用いました。 (押出)を押すことにより得られる、閉じたプロファイルのアプリケーションは、既存のジュラルミン合金の使用の範囲を制限しました。 材料を押圧する過程で、二つの部分に分離されるが形成プロファイルツール(ダイ)に、これら2つの部分が接続され、圧力を溶接します。 溶接の分野における材料構造を損なわないためには、高い耐食性を有する材料を使用する必要があり、疲労強度ジュラルミンスパーがあるため、押圧加工プロファイル.lonzherona中に発生する欠陥を低減することができます。 したがって、外側だけでなく、補強スパー振動 - 衝撃道の内面のみならず必要です。 疲労限は約T = 55 MPaの時= 60-60 MPaのまで上昇させることができます。 製造プロセスにおける最小の腐食損傷押出スパーの可能性を排除し、動作条件は、中間処理後の電気メッキコーティング(例えば、陽極酸化)処理を適用すべきです。

プロセスを押すと、ブレードの長さに沿って所望の高さプロファイルのみフライスの外面を介して達成することができるので、所定の法則のために断面の形状を変更することはできません。 結果として、設計者は、構造的に動力ブレードプランにおいてのみ矩形スキーム(| = 1制限r)を設計することができます。

空気流とスパーの接触面は、浸食損傷の表面を保護する必要性をもたらしました。

ヘリコプターブレード

形成ブレードスパー試みが、モノリス接着によって接続ステンレス鋼の薄い積層シートで作られました。 これは、疲労亀裂伝播に対して高い耐性を持つデザインの作成を想定しました。 この設計の有機欠点は、高品質の接着と識別された欠陥接着面の除去を提供することができないことでした。

閉形スパーのブレードは、材料のスパー疲労破壊の連続監視の技術的手段の使用を可能にします。 被害金属スパー警報システムは、スパー(2.3.2)の端部に空気圧警報とプラグで構成されています。 スパーの内部空洞は、圧力開始アラームステータスの上に、加圧された空気で満たされています。

ヘリコプターのローターのブレード

ヘリコプターのローターブレード2

スパー空気圧にクラックが発生した場合に、その中に減少します。 圧力アナンシエータ拡張子から供給されたスパー空洞減圧に関する情報は、各ブレードのお尻の部分に指定されたキャップ赤ベローズ。

コックピット内の長手方向部材内の空気圧表示があるため、出力されません スパーの破壊がヘリコプター飛行の可能な最大長さよりも数倍長い前に、成長過程をクラック。 ブレードの制御は、警報のステータスに飛行検査との間で行われます。

スパーの空気圧を考慮にアラーム状態の開始を取って、周囲温度および圧力に基づいて作成されます。

側部材にクラックが発生した場合に、空気圧信号システムを介して故障検出スパーの可能性を排除することにより、ガラステープで裏打ち外面上ミ-26スチール管状スパーのブレード。 その外側表面に積層二重フッ素コード(2.3.3)の全長にわたってシグナリングシステム損傷スパーの信頼性の高い動作を保証するために、ガラス繊維のリボンを巻き取り後の重合型で製造されます。 PTFEコードは、空気ダクトを径を形成する工程と、延伸されています

2 mmは、サイドメンバーのパイプの外面から開いています。 空気流路の領域における疲労亀裂の出現は、スパーのキャビティ内の圧力の低下および警報装置の動作をもたらす。 技術的な理由から、チャンネルは二重になっています。フッ素樹脂コードが長さ14 mのキャビティから引き出されると、破損する可能性が常にあります。

ヘリコプターブレード

複合材料の異方性は、ブレードHBで自分のアプリケーションの幅広い可能性を開きました。 アプリケーションでは、CMがその負荷の複雑な性質を考えると、複合材料の強化繊維の適切な向きにより(曲げ及びねじれ)ブレードの剛性特性を形成するように指示できます。

ヘリコプターは、最も先進的な航空機器業界では、HBの刃のような重要かつ困難な負荷ユニットにCMを使用して自由に感じるようになりました。

ブレードのパワー素子におけるCMの有効性は、金属に比べて、これらの材料の利点の数によって定義されます。 特に、複合ブレードの空気力学的および空力弾性パラメータは、押出(押下)または機械加工された金属部品圧延産生技術プロセスによって引き起こされる制約を考慮せずに選択することができます。

複合構造体は、洗練された空力形状を与えることができ、調節可能な異方性材料は、あなたが指定した空力と空力弾性パラメータの範囲内で、必要な剛性を作成することができます。 その結果、空気抵抗に比リフト決定大きな空力効率のネジです。

高い比強度を有するCMを使用して、ブレードは、金属よりも小さい質量形成されています。 軽量ブレード、次に、遠心力PAS影響、ローター、周波数および他の特性の慣性。

幅広く変化するCMの異方性は、ブレードの必要な構造的および減衰パラメータを得ることを可能にする。

ねじの文脈における航空機

ブレードの振動の固有周波数は、体重の再配分だけでなく、ハイブリダイゼーション(混合)、ブレード軸に対する強化繊維の強化及び配向度を含む低または高弾性率を有する強化繊維の選択だけでなく、変更することができます。 ブレードのねじり剛性は、実質的に縦方向の振動の周波数の変化が少ないブレードスパン±45°に配向層の添加により増加させることができます。

少なくともその重量を与える可能最適性基準パネルKMの一つは、最大主応力の強化の軌道経路との一致の条件です。 典型的に、CMは、異なる厚さ及び繊維の配向角度で一方向または織物層の集合です。 この材料の特性は、個々の層及び構造体の特性によって決定されます。

ブレードの建設における複合材料の利点を効果的に実施するには、ブレード・エレメントの設計で考慮に材料の特定の特性と技術的限界を取って、相互に合意した初期の成分(繊維とマトリックス)、材料の合理的な構造の定義と外部負荷とその他の影響の種類の選択に関連する複雑な問題を解決する必要があります。

CMの機械的挙動は、「 - 繊維マトリックス」で、高強度繊維補強材、剛性マトリックスと結合強度を決定しました。

最大のアプリケーションは、ガラス繊維のエポキシマトリックス上のCMを受信しました。 これは、主にガラス繊維の低コストのためです。 KMブレード設計の更なる開発は、ハイブリッド組成物の使用を含みます

- 炭素繊維と有機繊維の組み合わせおよび他の同様の選択肢。

衝撃荷重に対して鈍感高い強度を有するCFRP、。 剛性の低い材料の導入および任意の損傷からスパー表面の保護は、このような組成物の特徴広範な使用を提供します。

マンドレル上の一方向テープを巻回して作製することができる形状の)閉鎖箱部£とスパー。 ブレードスパーの製造方法は、製造プロセスを自動化することが望ましい大規模な量産に広く使用されています。 実際OKB NIで カモフは異なるファブリックまたはマンドレル上の材料の単方向テープの計算でスパー部品を製造するための技術を選択しました。

シートスパー材料を袋に収集し、低温でオートクレーブの仮圧着を行いました。 スティックシートは、パッケージがさらに形状と剛性を構築するために必要になるとバインダーの実質重合は行われません。 パッケージを圧着した後、オープンパスプロファイルです。

次いで、バッグは、プロセスチャンバラバープレス内に位置する一つのユニットでセンタリング負荷、加熱素子とバットプレートと一緒に収集されます。 特別な金型に入れ、プレスカメラ付きパッケージユニットは、の内側輪郭は、刃の弓の外側の輪郭に相当します。

プレスチャンバは、圧縮窒素が供給され、金型が加熱されます。 従ってバインダーが重合され、スパーのすべての要素が強固に接着され、それは所要の形状を取得するスパー。 プレス工程スパーの完了が金型から取り外される際に、それがプレス及びトリミング室枠から除去されます。 この製造方法は、構造中のそれらの配置のための無限の可能性との任意の組み合わせで種々のバインダーのための様々な強化充填剤の閉ループスパーを得ることができます。 アポイントメント圧モードでの要件のスパー断面所定数、加熱、冷却及び凝固に保持製造用治具に関する。 これらの要件は、熱応力及びスパーを形成する際の材料の質量および厚さの不均一な分布に残留歪みや反りを排除することを意図しています。

ヘリコプターデータの飛行性能に応じて選択スパーのソースCMを入力します。 軽量のためにヘリコプターのブレードは、安価なガラス繊維サテン織りを使用しました。 使用頻度の高いハイブリッドブレードのKMは、高強度グラスファイバー、エポキシバインダー上の炭素と技術的な布テープに基づきます。

ヘリコプターのローターのブレード

スパー - - ブレードの長さに沿った質量と剛性の実質的に任意の所望の分布で生成したハイブリッドQMの使用は、主パワー素子を可能にします。

ブレードのための要件のために、アカウントに現在の負荷を取って、次の要件を満たしている必要があり刃部を末尾:構造強度、最小重量、剛性、十分なリソース(スパーブレードの少なくともシェアを)、翼形の滑らかさ、大量生産で製造する能力、フィールドと他人に修復する機能。

操作がうまくブレード三層ハニカムの尾部を働きました。 このセクションでは、ライニング、有機繊維及び細胞の充填剤に基づく織物のストリンガとリブの端部を有します。 QM尾部における肺構造の使用は、ガラス繊維と比較して、部分の重量を低減し、リソースを増加させることが可能となります。

「カ」ヘリコプターの操作で得た豊富な経験は、CMのブレードは最高のパフォーマンスを持っていることを示しました。 次のように最も重要なものは以下のとおりです。

- 耐久性の点で実質的に無制限のリソースで、大きな安全マージン。 CMのブレードの実際の寿命は、動作条件に応じて、その自然な摩耗の程度によって決定されます。

- キャリアシステムの静的および動的負荷を低減し、周波数特性を良好にし、ヘリコプターの振動レベルを下げることによって、主ロータブレードだけでなくヘリコプター全体の寿命を延ばします。 これは、長さが変化する断面形状および壁厚を有するスパーの製造を可能にする技術的プロセス、ならびに異なる配向を有する異なるタイプの補強材料の使用によって保証される。 これらの本質的な特質は、メタルブレードだけでなく、CMからのブレードの他の設計にも大きな利点をもたらします。

- 高度な保守性。 CMの重要な特性 - 応力コンセントレータへの高い抵抗と低い材料の破断率 - により、現場での大きなブレード損傷でさえ修復の簡便さとアクセス可能性が達成されます。

- ほとんどすべてのタイプの攻撃的な物質、燃料、有害な化学物質、油などに対するブレードの高い抵抗。

- 任意の気候条件における長期運転過程におけるブレードの飛行性能の安定性。 KMのブレードを備えたヘリコプターの長い操作経験は、材料の機械的特性の変化が飛行性能またはブレードの耐用年数に影響を与えないほど重要でないことを示しています。

動作に影響を与える湿度のCM特性上。

弾性質量特性の形成は、HBの刃

機器のコンポーネント

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