१९५० को दशकको सुरुतिर,ग्लास फाइबर प्रबलित कम्पोजिटहरूहेलिकप्टर एयरफ्रेमका गैर-भार-वाहक घटकहरू, जस्तै फेयरिंग र निरीक्षण ह्याचहरूमा प्रयोग गरिएको थियो, यद्यपि तिनीहरूको प्रयोग एकदम सीमित थियो।
हेलिकप्टरहरूको लागि कम्पोजिट सामग्रीहरूमा सफलताको प्रगति १९६० को दशकमा ग्लास फाइबर प्रबलित कम्पोजिट रोटर ब्लेडहरूको सफल विकाससँगै भयो। यसले कम्पोजिटहरूको उत्कृष्ट फाइदाहरू प्रदर्शन गर्यो - उत्कृष्ट थकान शक्ति, बहु-मार्ग लोड स्थानान्तरण, ढिलो क्र्याक प्रसार विशेषताहरू, र कम्प्रेसन मोल्डिंगको सरलता - जुन रोटर ब्लेड अनुप्रयोगहरूमा पूर्ण रूपमा महसुस गरिएको थियो। फाइबर-प्रबलित कम्पोजिटहरूको अन्तर्निहित कमजोरीहरू - कम इन्टरलेमिनर शियर शक्ति र वातावरणीय कारकहरू प्रति संवेदनशीलता - ले रोटर ब्लेड डिजाइन वा अनुप्रयोगलाई प्रतिकूल असर गरेन।
धातुका ब्लेडहरूको सेवा जीवन सामान्यतया २००० घण्टाभन्दा बढी हुँदैन, तर कम्पोजिट ब्लेडहरूले ६००० घण्टाभन्दा बढीको आयु प्राप्त गर्न सक्छन्, सम्भावित रूपमा अनिश्चित, र अवस्था-आधारित मर्मतसम्भार सक्षम पार्छन्। यसले हेलिकप्टर सुरक्षा मात्र बढाउँदैन तर ब्लेडहरूको पूर्ण-जीवन-चक्र लागतलाई पनि उल्लेखनीय रूपमा घटाउँछ, जसले गर्दा पर्याप्त आर्थिक लाभहरू प्राप्त हुन्छन्। कम्पोजिटहरूको लागि सीधा, सजिलै सञ्चालन गर्न सकिने कम्प्रेसन मोल्डिङ र क्युरिङ प्रक्रिया, बल, कठोरता (ड्याम्पिङ विशेषताहरू सहित) लाई अनुकूलित गर्ने क्षमतासँग मिलाएर, रोटर ब्लेड डिजाइनमा थप प्रभावकारी वायुगतिकीय प्रोफाइल सुधार र अनुकूलन सक्षम बनाउँछ, साथै रोटर संरचनात्मक गतिशीलताको अनुकूलन पनि सक्षम बनाउँछ। १९७० को दशकदेखि, नयाँ एयरफोइडहरूमा अनुसन्धानले उच्च-प्रदर्शन हेलिकप्टर ब्लेड प्रोफाइलहरूको श्रृंखला उत्पादन गरेको छ। यी नयाँ एयरफोइडहरूले सममितबाट पूर्ण रूपमा घुमाउरो, असममित डिजाइनहरूमा संक्रमण, उल्लेखनीय रूपमा बढेको अधिकतम लिफ्ट गुणांक र महत्वपूर्ण मच संख्याहरू, कम ड्र्याग गुणांकहरू, र क्षण गुणांकहरूमा न्यूनतम परिवर्तनहरू प्राप्त गर्दछ। रोटर ब्लेड टिप आकारहरूमा सुधारहरू - आयताकारबाट स्वीप्ट, टेपर्ड टिप्समा; प्याराबोलिक स्वीप्ट डाउनवर्ड-वक्र टिप्स; उन्नत पातलो स्वीप्ट BERP टिप्सहरूमा - वायुगतिकीय भार वितरण, भोर्टेक्स हस्तक्षेप, कम्पन, र आवाज विशेषताहरूमा उल्लेखनीय रूपमा वृद्धि गरिएको छ, जसले गर्दा रोटर दक्षता बढ्छ।
यसबाहेक, डिजाइनरहरूले रोटर ब्लेड वायुगतिकी र संरचनात्मक गतिशीलताको बहु-अनुशासनात्मक एकीकृत अनुकूलन लागू गरे, बृद्धि गरिएको ब्लेड प्रदर्शन र कम्पन/आवाज घटाउन रोटर डिजाइन अनुकूलनसँग कम्पोजिट सामग्री अनुकूलन संयोजन गरे। फलस्वरूप, १९७० को दशकको अन्त्यसम्ममा, लगभग सबै नयाँ विकसित हेलिकप्टरहरूले कम्पोजिट ब्लेडहरू अपनाए, जबकि पुराना मोडेलहरूलाई धातु ब्लेडहरूसहित कम्पोजिटमा पुन: फिट गर्नाले उल्लेखनीय प्रभावकारी परिणामहरू प्राप्त भए।
हेलिकप्टर एयरफ्रेम संरचनाहरूमा कम्पोजिट सामग्रीहरू अपनाउने प्राथमिक विचारहरूमा समावेश छन्: हेलिकप्टरको बाहिरी भागको जटिल घुमाउरो सतहहरू, अपेक्षाकृत कम संरचनात्मक लोडिङसँग जोडिएको, संरचनात्मक क्षति सहनशीलता बढाउन र सुरक्षित, भरपर्दो सञ्चालन सुनिश्चित गर्न कम्पोजिट निर्माणको लागि उपयुक्त बनाउने; उपयोगिता र आक्रमण हेलिकप्टर दुवैको लागि एयरफ्रेम संरचनाहरूमा तौल घटाउने माग; र दुर्घटना-अवशोषित संरचनाहरू र स्टिल्थ डिजाइनको लागि आवश्यकताहरू। यी आवश्यकताहरूलाई सम्बोधन गर्न, अमेरिकी सेना उड्डयन एप्लाइड टेक्नोलोजी अनुसन्धान संस्थानले १९७९ मा उन्नत कम्पोजिट एयरफ्रेम कार्यक्रम (ACAP) स्थापना गर्यो। १९८० को दशकदेखि, जब सिकोर्स्की S-७५, बेल D२९२, बोइङ ३६०, र युरोपेली MBB BK-११७ जस्ता हेलिकप्टरहरूले सबै-कम्पोजिट एयरफ्रेमहरू सहित परीक्षण उडानहरू सुरु गरे, २०१६ मा बेल हेलिकप्टरको V-२८० को कम्पोजिट पखेटा र फ्युजलेजको सफल एकीकरणसम्म, सबै-कम्पोजिट एयरफ्रेम हेलिकप्टरहरूको विकासले महत्त्वपूर्ण प्रगति गरेको छ। एल्युमिनियम मिश्र धातु सन्दर्भ विमानको तुलनामा, कम्पोजिट एयरफ्रेमहरूले एयरफ्रेमको तौल, उत्पादन लागत, विश्वसनीयता र मर्मतसम्भारमा पर्याप्त फाइदाहरू प्रदान गर्दछ, तालिका १-३ मा उल्लिखित ACAP कार्यक्रम उद्देश्यहरू पूरा गर्दछ। फलस्वरूप, विज्ञहरूले दावी गर्छन् कि एल्युमिनियम एयरफ्रेमहरूलाई कम्पोजिट संरचनाहरूले प्रतिस्थापन गर्नु १९४० को दशकको काठ-कपडा एयरफ्रेमबाट धातु संरचनाहरूमा संक्रमणको तुलनामा महत्त्वपूर्ण छ।
स्वाभाविक रूपमा, एयरफ्रेम संरचनाहरूमा कम्पोजिट सामग्रीको प्रयोगको सीमा हेलिकप्टर डिजाइन विशिष्टताहरू (प्रदर्शन मेट्रिक्स) सँग नजिकबाट जोडिएको छ। हाल, मध्यम र भारी आक्रमण हेलिकप्टरहरूमा कम्पोजिट सामग्रीहरूले एयरफ्रेम संरचनाको तौलको ३०% देखि ५०% सम्म ओगटेका छन्, जबकि सैन्य/नागरिक यातायात हेलिकप्टरहरूले उच्च प्रतिशत प्रयोग गर्छन्, ७०% देखि ८०% सम्म। कम्पोजिट सामग्रीहरू मुख्यतया टेल बूम, ठाडो स्टेबिलाइजर र तेर्सो स्टेबिलाइजर जस्ता फ्युसेलेज कम्पोनेन्टहरूमा प्रयोग गरिन्छ। यसले दुई उद्देश्यहरू पूरा गर्दछ: तौल घटाउने र डक्टेड ठाडो स्टेबिलाइजरहरू जस्ता जटिल सतहहरू बनाउन सजिलो। क्र्यास-अवशोषित संरचनाहरूले पनि तौल बचत प्राप्त गर्न कम्पोजिटहरू प्रयोग गर्छन्। यद्यपि, सरल संरचनाहरू, कम भारहरू, र पातलो पर्खालहरू भएका हल्का र साना हेलिकप्टरहरूको लागि, कम्पोजिटको प्रयोग लागत-प्रभावी नहुन सक्छ।
पोस्ट समय: फेब्रुअरी-१३-२०२६
