१९५० च्या दशकाच्या सुरुवातीला,ग्लास फायबर प्रबलित संमिश्रहेलिकॉप्टर एअरफ्रेम्सच्या नॉन-लोड-बेअरिंग घटकांमध्ये वापरले गेले, जसे की फेअरिंग्ज आणि इन्स्पेक्शन हॅचेस, जरी त्यांचा वापर खूपच मर्यादित होता.
१९६० च्या दशकात ग्लास फायबर रीइन्फोर्स्ड कंपोझिट रोटर ब्लेडच्या यशस्वी विकासासह हेलिकॉप्टरसाठी कंपोझिट मटेरियलमध्ये एक अभूतपूर्व प्रगती झाली. यातून कंपोझिटचे उत्कृष्ट फायदे दिसून आले - उत्कृष्ट थकवा शक्ती, बहु-मार्ग भार हस्तांतरण, मंद क्रॅक प्रसार वैशिष्ट्ये आणि कॉम्प्रेशन मोल्डिंगची साधेपणा - जे रोटर ब्लेड अनुप्रयोगांमध्ये पूर्णपणे साकार झाले. फायबर-रीइन्फोर्स्ड कंपोझिटच्या अंतर्निहित कमकुवतपणा - कमी इंटरलॅमिनर शीअर सामर्थ्य आणि पर्यावरणीय घटकांना संवेदनशीलता - रोटर ब्लेड डिझाइन किंवा अनुप्रयोगावर प्रतिकूल परिणाम करत नाहीत.
धातूच्या ब्लेडचे आयुष्यमान सामान्यतः २००० तासांपेक्षा जास्त नसते, परंतु कंपोझिट ब्लेड ६००० तासांपेक्षा जास्त आयुष्यमान मिळवू शकतात, संभाव्यतः अनिश्चित, आणि स्थिती-आधारित देखभाल सक्षम करतात. हे केवळ हेलिकॉप्टर सुरक्षिततेत वाढ करत नाही तर ब्लेडच्या पूर्ण-जीवन-चक्र खर्चात लक्षणीय घट करते, ज्यामुळे लक्षणीय आर्थिक फायदे मिळतात. कंपोझिटसाठी सरळ, वापरण्यास सोपी कॉम्प्रेशन मोल्डिंग आणि क्युरिंग प्रक्रिया, ताकद, कडकपणा (डॅम्पिंग वैशिष्ट्यांसह) तयार करण्याची क्षमता एकत्रित करते, रोटर ब्लेड डिझाइनमध्ये अधिक प्रभावी वायुगतिकीय प्रोफाइल सुधारणा आणि ऑप्टिमायझेशन तसेच रोटर स्ट्रक्चरल डायनॅमिक्सचे ऑप्टिमायझेशन सक्षम करते. १९७० पासून, नवीन एअरफोइड्समधील संशोधनात उच्च-कार्यक्षमता असलेल्या हेलिकॉप्टर ब्लेड प्रोफाइलची मालिका मिळाली आहे. या नवीन एअरफोइड्समध्ये सममित ते पूर्णपणे वक्र, असममित डिझाइनमध्ये संक्रमण आहे, ज्यामुळे कमाल लिफ्ट गुणांक आणि गंभीर मॅक संख्यांमध्ये लक्षणीय वाढ, ड्रॅग गुणांक कमी आणि क्षण गुणांकांमध्ये किमान बदल साध्य होतात. रोटर ब्लेड टिप आकारांमध्ये सुधारणा - आयताकृती ते स्वीप्ट, टेपर्ड टिप्स; पॅराबॉलिक स्वीप्ट डाउनवर्ड-वक्र टिप्स; प्रगत पातळ स्वीप्ट BERP टिप्सपर्यंत - वायुगतिकीय भार वितरण, व्होर्टेक्स हस्तक्षेप, कंपन आणि आवाज वैशिष्ट्ये लक्षणीयरीत्या सुधारित केली आहेत, ज्यामुळे रोटर कार्यक्षमता वाढते.
शिवाय, डिझायनर्सनी रोटर ब्लेड एरोडायनॅमिक्स आणि स्ट्रक्चरल डायनॅमिक्सचे बहुविद्याशाखीय एकात्मिक ऑप्टिमायझेशन लागू केले, ब्लेडची कार्यक्षमता आणि कंपन/आवाज कमी करण्यासाठी रोटर डिझाइन ऑप्टिमायझेशनसह कंपोझिट मटेरियल ऑप्टिमायझेशन एकत्र केले. परिणामी, १९७० च्या दशकाच्या अखेरीस, जवळजवळ सर्व नवीन विकसित हेलिकॉप्टरनी कंपोझिट ब्लेडचा वापर केला, तर जुन्या मॉडेल्सना मेटल ब्लेडसह कंपोझिट मॉडेल्समध्ये रीट्रोफिट केल्याने उल्लेखनीय प्रभावी परिणाम मिळाले.
हेलिकॉप्टर एअरफ्रेम स्ट्रक्चर्समध्ये कंपोझिट मटेरियलचा वापर करण्याच्या प्राथमिक बाबींमध्ये हे समाविष्ट आहे: हेलिकॉप्टरच्या बाह्य भागांचे जटिल वक्र पृष्ठभाग, तुलनेने कमी स्ट्रक्चरल लोडिंगसह, स्ट्रक्चरल नुकसान सहनशीलता वाढविण्यासाठी आणि सुरक्षित, विश्वासार्ह ऑपरेशन सुनिश्चित करण्यासाठी कंपोझिट फॅब्रिकेशनसाठी ते योग्य बनवतात; युटिलिटी आणि अटॅक हेलिकॉप्टर दोन्हीसाठी एअरफ्रेम स्ट्रक्चर्समध्ये वजन कमी करण्याची मागणी; आणि क्रॅश-अॅब्सॉर्बिंग स्ट्रक्चर्स आणि स्टिल्थ डिझाइनसाठी आवश्यकता. या गरजा पूर्ण करण्यासाठी, यूएस आर्मी एव्हिएशन अप्लाइड टेक्नॉलॉजी रिसर्च इन्स्टिट्यूटने १९७९ मध्ये अॅडव्हान्स्ड कंपोझिट एअरफ्रेम प्रोग्राम (ACAP) स्थापन केला. १९८० च्या दशकापासून, जेव्हा सिकोर्स्की S-७५, बेल D२९२, बोईंग ३६० आणि युरोपियन MBB BK-११७ सारख्या हेलिकॉप्टरने ऑल-कंपोझिट एअरफ्रेमसह चाचणी उड्डाणे सुरू केली, तेव्हापासून २०१६ मध्ये बेल हेलिकॉप्टरने V-२८० च्या कंपोझिट विंग्स आणि फ्यूजलेजचे यशस्वी एकत्रीकरण केले, तेव्हा ऑल-कंपोझिट एअरफ्रेम हेलिकॉप्टरच्या विकासात लक्षणीय प्रगती झाली आहे. अॅल्युमिनियम मिश्र धातुच्या संदर्भ विमानांच्या तुलनेत, कंपोझिट एअरफ्रेम्स एअरफ्रेमचे वजन, उत्पादन खर्च, विश्वासार्हता आणि देखभालक्षमता यामध्ये लक्षणीय फायदे देतात, जे तक्ता १-३ मध्ये नमूद केल्याप्रमाणे ACAP कार्यक्रमाच्या उद्दिष्टांची पूर्तता करतात. परिणामी, तज्ञांचा असा दावा आहे की अॅल्युमिनियम एअरफ्रेम्सना कंपोझिट स्ट्रक्चर्सने बदलणे हे १९४० च्या दशकातील लाकडी-फॅब्रिक एअरफ्रेम्सपासून धातूच्या स्ट्रक्चर्समध्ये झालेल्या संक्रमणाशी तुलना करता येण्याजोगे महत्त्व आहे.
स्वाभाविकच, एअरफ्रेम स्ट्रक्चर्समध्ये कंपोझिट मटेरियलच्या वापराची व्याप्ती हेलिकॉप्टर डिझाइन स्पेसिफिकेशन्स (परफॉर्मन्स मेट्रिक्स) शी जवळून जोडलेली आहे. सध्या, मध्यम आणि जड अटॅक हेलिकॉप्टरमध्ये कंपोझिट मटेरियलचा वापर एअरफ्रेम स्ट्रक्चरच्या वजनाच्या 30% ते 50% असतो, तर लष्करी/नागरी वाहतूक हेलिकॉप्टर जास्त टक्केवारी वापरतात, जे 70% ते 80% पर्यंत पोहोचते. कंपोझिट मटेरियल प्रामुख्याने टेल बूम, व्हर्टिकल स्टॅबिलायझर आणि हॉरिझॉन्टल स्टॅबिलायझर सारख्या फ्यूजलेज घटकांमध्ये वापरले जातात. हे दोन उद्देश पूर्ण करते: वजन कमी करणे आणि डक्टेड व्हर्टिकल स्टॅबिलायझर्ससारखे जटिल पृष्ठभाग तयार करणे सोपे. क्रॅश-अॅबॉर्जिंग स्ट्रक्चर्स देखील वजन बचत साध्य करण्यासाठी कंपोझिटचा वापर करतात. तथापि, सोप्या स्ट्रक्चर्स, कमी भार आणि पातळ भिंती असलेल्या हलक्या आणि लहान हेलिकॉप्टरसाठी, कंपोझिटचा वापर किफायतशीर असू शकत नाही.
पोस्ट वेळ: फेब्रुवारी-१३-२०२६
