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Las palas de un rotor de helicóptero
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Las palas de un rotor de helicóptero

Las palas de un rotor de helicóptero

 

 

Condiciones de funcionamiento helicóptero pala de rotor en gran medida diferente de las condiciones de funcionamiento de un ala de avión. La característica principal es que la carga que actúa sobre el mismo son variables en el tiempo. Por lo tanto, al elegir los elementos de cuchilla del material que el puesto principal de remitir las siguientes exigencias:

  • - Resistencia a la fatiga: la resistencia (resistencia a la fatiga de propagación de grietas) y baja sensibilidad al estrés concentradores agrietarse;

  • - Invariabilidad propiedades mecánicas de los elementos materiales y sus compuestos desde el tiempo de operación predeterminado, la temperatura y el ambiente atmosférico;

  • - Requisitos tecnológicos: la posibilidad de la producción para garantizar las formas establecidas en sección de elementos estructurales; aumentar los elementos de diseño de recursos endurecimiento métodos; control sobre la calidad de la conexión y la geometría especificada

 

tamaños en la fabricación de elementos de construcción en el conjunto de cuchillas; estructura de hoja de mantenimiento durante su funcionamiento.
Además de lo anterior, es necesario tener en cuenta el coste del proceso de cuchilla proceso de fabricación de materiales y coste y de su funcionamiento.

En vista de los requisitos anteriores son la elección del material, y que tiene la mayor fuerza de peso - y un módulo específico de elasticidad E - p.

Cuando se forma el larguero de la hoja de materiales compuestos híbridos se esfuerzan para una máxima compatibilidad con el material matriz, por ejemplo, la magnitud de la elongación dinámica, grado de adhesión, y el coeficiente de expansión lineal de volumen, capacidad de agua, tiempo de envejecimiento, la sensibilidad a los golpes.

La sensibilidad a impacto se determina por el valor de la tenacidad. Para compuestos de fibra de tenacidad se caracteriza por una actitud. Una forma de mejorar la tenacidad de los materiales compuestos es la introducción en su estructura de fibras más estables y menos rígidos, tales como vidrio u orgánico - en fibra de carbono.

En el desarrollo del helicóptero elemento principal de alimentación de la hoja - Spar - llevó a cabo de la madera, aleaciones de acero, aleaciones de aluminio, acero inoxidable, aleaciones de titanio. En la actualidad se practica la fabricación del mástil a partir de materiales compuestos.

 

Las palas de un rotor de helicóptero

Unidades marco - Forro, costillas, stringer cola fabricados previamente la madera contrachapada, tela, aleaciones de aluminio, en hojas de modernos están hechos a partir de la CM.
La madera ha sido utilizado en la práctica Plant helicóptero Ukhtomskogo. Y.I. Kamov durante su formación. Decisivo en la selección del material eran las siguientes consideraciones: la madera es insensible a subrayar concentradores, crack resistentes; que no requiere equipamiento tecnológico complejo en la producción de la percha y el marco de la hoja; el coste de fabricación de la hoja no es grande.

La parte central de la percha estaba hecha de madera delta (pegado hojas delgadas de madera), la nariz del perfil se compone de un conjunto de listones de pino pegados. La sección de cola era un marco hecho de láminas de madera contrachapada, pegado a la espuma. La superficie de la hoja de cubierta con un paño y barniz resistente al agua.
En la operación, reveló deficiencias significativas aspas de madera:

  • - A pesar de los elementos estructurales de humedad superficie de la pala recubrimiento resistente está saturado de humedad, lo que lleva a un cambio en el centro de gravedad de la sección transversal (se mueve hacia atrás) y una disminución en los lóbulos de velocidad crítica flutter;

  • - Impregnación de antisépticos no se eliminan durante la operación de falla de la madera pútrida, a pesar de que sus propiedades mecánicas se deterioran.

 

En la práctica, Planta Helicóptero Moscú. ML Cuchillas Mile HB utilizaron una construcción mixta - mástil fue hecho de un tubo de acero, y los elementos del esqueleto madera utilizada y lona.

Requisitos para la resistencia, rigidez y la aerodinámica en base a las capacidades tecnológicas han llevado a la necesidad de cambiar la forma en sección transversal del larguero radialmente desde cilíndrica para elíptica. industria metalúrgica no tenía equipo para la formación de la percha de una sola pieza. Por lo tanto, los diseñadores han tenido que introducir juntas telescópicas conectadas por acero remaches, con el fortalecimiento de la tecnología (agujeros dornirovanie), transiciones suaves rigidez en la articulación, una molienda superficies interior y exterior longitudinales de cada porción de la percha.

Dada la naturaleza de las cargas aerodinámicas sobre la cuerda, la parte frontal del perfil de las cuchillas están hechas de madera contrachapada y la parte posterior - desde la web a la parte interior de la hoja y la láminas de madera contrachapada en las partes intermedias y finales.

Carga aerodinámica y la fuerza centrífuga que actúa sobre el bastidor, a través de las costillas fueron transmitidas al mástil. La transferencia de las fuerzas y momentos en el mástil se llevó a cabo a través de las bridas, clavados a la pared mástil y costilla.

Durante la operación reveló una serie de deficiencias adoptó unas constructivas cuchillas de circuitos de fuerza. La presencia de las articulaciones y los remaches complica enormemente el proceso de consecución de las palas de los recursos necesarios. Uso en la carcasa posterior sin torque (hoja) conduce al hecho de que, debido a las fuerzas aerodinámicas exteriores y la fuerza centrífuga de la OMSespíritu, dentro del marco, distorsionado significativamente el perfil de la hoja, que degrada sus características aerodinámicas.

 

Introducción de los orificios de drenaje en la superficie inferior en el extremo de la hoja ha llevado a pérdidas locales de aire fluya dentro del marco bajo la acción de fuerzas centrífugas. Para superar este inconveniente mediante la eliminación de la web y el revestimiento de madera contrachapada na salto en toda la superficie de la hoja aumentar significativamente el peso de las palas y mueve el centro de masa de la hoja hacia atrás. Como resultado, conjuntos de actividad diseñadores, ingenieros y metalúrgicos para abordar estas deficiencias ha sido creado spar sección variable sin juntas predeterminado, y la porción de cola de dyuralyuminevoy hoja de acero chapado realizan bloque alveolar se puso rígido sin cambiar la forma bajo cargas aerodinámicas.

Para mástil tubular usado generalmente alta aleación tipo de tubo de acero ZOHGSA o 40HNMA, endurecido y templado para la fuerza (a ^ = 1100-1300 MPa). Después de laminación en caliente y laminación en frío, dar forma y suavizar la superficie exterior e interior del tubo se pulen. Las superficies exterior e interior de la percha se crea proceso de vibro-peening aumenta el límite de resistencia y a TH = 280-300 MPa mi »a una carga constante de la AT = 200-250 MPa.

En la construcción cuchilla sobre la base de tubo de acero está generalmente protegida por el larguero de marco y no puede ser dañado mecánicamente en funcionamiento.

El uso de material de perfil extruido de duraluminio posible formar el perfil de larguero con la sección más apropiada (2.3.1). La aplicación de un perfil cerrado, obtenido por presión (extrusión) restringe el intervalo de uso de la aleación de duraluminio existente. En el proceso de prensado del material se separa en dos partes, sin embargo, en la herramienta de perfil que forma (DIE), estas dos partes a ser conectadas y soldadas presión. Para la estructura del material en el campo de la soldadura no se deteriora, es necesario utilizar un material con alta resistencia a la corrosión, resistencia a la fatiga spar duraluminio puede reducirse debido a defectos que se producen durante el prensado y el perfil mecanizado .lonzherona. Por tanto, es necesario no sólo un exterior, pero también la superficie interior de la forma vibro-impacto larguero de refuerzo. límite de fatiga se puede elevar a a = 55-60 MPa a aproximadamente t = 60 MPa. Para excluir la posibilidad de un daño mínimo a la corrosión spar extrusionado en el proceso de fabricación y condiciones de funcionamiento deben aplicarse recubrimientos electrolíticos (por ejemplo, la anodización) operaciones después del procesamiento intermedio.

Proceso de prensado no puede cambiar la forma de la sección transversal de una ley dada, por lo que el perfil de altura deseada a lo largo de la longitud de la cuchilla sólo puede lograrse moliendo la superficie exterior. Como resultado, el diseñador tiene la capacidad de desarrollar cuchillas de circuito constructivo-eléctricas sólo rectangular en planta (estrechamiento r | = 1).

Superficies de contacto del mástil con el flujo de aire conducido a la necesidad de proteger la superficie de la daños por erosión.

 

hoja de helicóptero

Se ha intentado formar el larguero de la hoja delgada lámina de múltiples capas de acero inoxidable, conectado a un monolito por medio de encolado. Se supone que proporcionan una estructura que tiene una alta resistencia a la propagación de grietas por fatiga. Inconveniente Orgánica de este diseño fue la incapacidad para proporcionar la unión de alta calidad y la eliminación de los defectos identificados superficies adhesivas.

Las palas de una forma cerrada spar permiten el uso de medios técnicos de control continuo de la falla por fatiga spar del material. Sistema de alarma mástil daños de metal consiste en una presión de aire de la señalización y las tapas en los extremos de la percha (2.3.2). La cavidad interna de la percha está lleno de aire a una presión mayor que la presión del inicio de la alarma de proceso.

 

Las palas de un rotor de helicóptero

helicóptero de rotor principal hoja 2

En el caso de una grieta en la presión del aire spar en él disminuye. Información sobre el mástil de despresurización actos cavidad de la presión de indicador en la forma de extensión de fuelle gorra roja situada en la parte de culata de cada cuchilla.

visualización de presión de aire en los miembros longitudinales en la cabina no se emite, porque agrietarse proceso de crecimiento antes de la destrucción de la percha es varias veces más largo que la longitud máxima posible del vuelo del helicóptero. El control de la cuchilla se lleva a cabo entre la inspección en vuelo sobre la Condición de alarma.

La presión de aire en el mástil se crea en base a la temperatura y presión ambiente, teniendo en cuenta el principio del estado de alarma.

Las palas de los largueros tubulares de acero Mi-26 en la superficie exterior alineadas con la cinta de vidrio, con lo cual en el caso de una grieta en el miembro lateral excluye la posibilidad de espato de detección de fallos a través de sistema de señalización neumático. Para garantizar un funcionamiento fiable de los daños spar sistema de señalización sobre toda la longitud de su superficie exterior apilados cordones dobles fluoroplástico (2.3.3) y después de enrollar las cintas de fibra de vidrio se produce en el molde de polimerización. cordones de PTFE se estiran, aire formando conductos de diámetro

2 mm abre desde la superficie exterior del miembro de tubo. La aparición de grietas de fatiga en la zona de los canales de aire conduce a una caída de presión en la cavidad de la percha y la alarma de accionamiento. Los canales corren el doble por razones tecnológicas - siempre hay una posibilidad de rotura de los hilos de PTFE cuando se retiró de la longitud de la cavidad 14 m.

 

hoja de helicóptero

 

La anisotropía de los materiales compuestos ha abierto amplias posibilidades de su aplicación en el HB cuchillas. La aplicación permite al CM dirige a formar características de rigidez de las palas (flexión y torsión) según la orientación apropiada de las fibras de refuerzo del material compuesto, dada la compleja naturaleza de su carga.

Helicóptero es el más avanzado de la industria de la aviación equipo, comenzó a sentir la libertad de utilizar el CM en un medio importante y difíciles cargas tales como la unidad de cuchilla de HB.

 

La eficacia de la CM en el elemento de potencia de la pala está definido por una serie de ventajas de estos materiales en comparación con los metales. En particular, los parámetros aerodinámicos y aeroelásticas de láminas compuestas pueden ser elegidos sin tener en cuenta las limitaciones causadas por los procesos tecnológicos producen laminados, extrudidos (pulsado) o componentes metálicos mecanizados.

estructuras de material compuesto se puede dar una forma aerodinámica sofisticada y material anisótropo ajustable le permite crear la rigidez necesaria dentro de los parámetros aerodinámicos y aeroelásticas especificados. El resultado es una mayor eficiencia aerodinámica tornillos determinados ascensor relación a la resistencia aerodinámica.

El uso de CM que tiene una alta resistencia específica, la hoja está hecha de masa más pequeña que el metal. cuchillas de peso reducido, a su vez, influye en pas fuerza centrífuga, la inercia del rotor, la frecuencia y otras características.

Ajustable ampliamente anisotropía KM produce la cuchillas estructurales y parámetros de amortiguación necesario.

aeronave en el contexto del tornillo

La frecuencia natural de oscilación de la cuchilla se puede cambiar no sólo la redistribución de peso, sino también una selección de fibras de refuerzo que tienen un bajo o un alto módulo de elasticidad, incluyendo la hibridación (mezcla), el grado de refuerzo y la orientación de las fibras de refuerzo con respecto al eje de la cuchilla. La rigidez a la torsión de las palas se puede incrementar sustancialmente a través de la adición de capas orientadas ± 45 ° con relación a la envergadura de la pala con poco cambio en la frecuencia de las oscilaciones longitudinales.

Uno de los posibles criterios de optimalidad paneles KM, proporcionar al menos su peso, es la condición de coincidencia con la ruta de la trayectoria de reforzar la tensión principal máxima. Típicamente, el CM es un conjunto de capas unidireccionales o de tela con diferentes espesores y ángulos de orientación de las fibras. Las propiedades de este material están determinadas por las propiedades de las capas y la estructura individuales.

La aplicación eficaz de las ventajas de los materiales compuestos en la construcción de las cuchillas requiere la solución de problemas complejos asociados con la selección de un componentes mutuamente acordados iniciales (fibra y matriz), la definición de una estructura racional del material y el tipo de cargas externas y otros impactos, teniendo en cuenta las propiedades específicas del material y limitaciones tecnológicas en el diseño de los elementos de cuchilla.

El comportamiento mecánico de la CM determinado de refuerzo de alta resistencia de la fibra, la matriz de rigidez y resistencia de la unión en la "matriz - fibra".

La aplicación más grande fue recibida por el CM en la matriz de fibra de vidrio epoxi. Esto se debe principalmente al bajo coste de la fibra de vidrio. El desarrollo adicional de diseño de la pala KM implica el uso de composiciones híbridas

- Las combinaciones de carbono con organovoloknom y otras opciones similares.

CFRP, que posee alta resistencia, insensible a cargas de choque. La introducción de material menos rígido y la protección de la superficie del mástil de cualquier daño proporciona características amplio uso de tales composiciones.

Entrenar con una sección de caja cerrada £) en forma puede ser hecho enrollando cinta unidireccional en el mandril. Este método de fabricación del larguero de la pala es ampliamente utilizado en la producción en serie a gran escala, donde es aconsejable para automatizar el proceso de fabricación. En la práctica OKB NI Kamov tecnología elegida para la fabricación de las partes de larguero por medio de cálculos de diferentes telas o cintas unidireccionales del material en los mandriles.

Hojas de mástil material recogido en bolsas y se sometió a engaste preliminar de la autoclave a una temperatura baja. Hojas con el palo, los paquetes se hacen necesarios para construir aún más la forma y la rigidez y prácticamente ninguna polimerización del aglutinante se lleva a cabo. Después de prensar los paquetes son el perfil trazado abierto.

A continuación, las bolsas se recogieron junto con las cargas de centrado, elemento de calentamiento y las placas de tope en una sola unidad, que se encuentra dentro de la prensa de goma cámara de proceso. unidad de envase con una cámara de prensa se coloca en un molde especial, el contorno interior de los cuales se corresponde con el contorno exterior de la proa de la pala.

La cámara de prensado se suministra con nitrógeno comprimido, y el molde se calienta. Así mástil que adquiere la forma deseada, el aglutinante se polimeriza y todos los elementos del mástil se pegan firmemente juntos. Al término de la spar proceso de prensado se retira del molde, se retira de la prensa y las prestaciones de la cámara de recortados. Este método de producción permite obtener spar bucle cerrado de varias cargas de refuerzo para varios aglutinantes en cualquier combinación con posibilidades ilimitadas para su colocación en la estructura. Para una plantilla para fabricar el número predeterminado de sección larguero de requisitos en el modo de presión cita, el calentamiento, enfriamiento y mantenimiento a la solidificación. Estos requisitos están destinados a eliminar la tensión residual y la deformación debido a tensiones térmicas y distribución desigual de la masa del material y el espesor durante la formación de la percha.

Escriba el CM fuente de largueros seleccionados en función de la capacidad de vuelo del helicóptero de los datos. Para uso ligero palas de helicópteros usados ​​baratos tejido de fibra de vidrio satinado. Para hojas de híbridos en gran medida utilizados KM basada en fibra de vidrio de alta resistencia, de carbono y la cinta de tejido técnico en el ligante epoxi.

Las palas de un rotor de helicóptero

El uso de QM híbrido permite que el elemento de alimentación principal - spar - producir con prácticamente cualquier distribución deseada de la masa y rigidez a lo largo de la longitud de la hoja.

Debido a los requisitos de las cuchillas, y teniendo en cuenta la corriente de carga, la sección de la hoja posterior debe cumplir los siguientes requisitos: la resistencia estructural, el peso mínimo, rigidez, recursos suficientes (al menos parte de las cuchillas de larguero), la suavidad de la superficie de sustentación, la capacidad de fabricar en la producción en masa, capacidad de repararse en el campo y otros.

La operación funcionó bien la sección de cola de la hoja de panal de tres capas. Esta sección tiene un revestimiento, el extremo de los largueros y costillas de la tela a base de fibras orgánicas y materiales de carga de las células. El uso de la estructura pulmonar en secciones de cola QM permite reducir el peso de la sección en comparación con la fibra de vidrio, y aumentar el recurso.

Amplia experiencia adquirida en el funcionamiento de los helicópteros "Ka", mostró que la hoja de la CM tiene el mejor rendimiento. Los más importantes son los siguientes:

- Un amplio margen de seguridad con las condiciones de resistencia prácticamente ilimitadas para la acción. Servicio término cuchillas inferior del gabinete determinado por el grado de su uso y desgaste natural, que depende de las condiciones de funcionamiento;

- el aumento de la vida no sólo de las palas del rotor, sino también la totalidad del helicóptero mediante la reducción de las cargas estáticas y dinámicas en el sistema de soporte, las características de frecuencia favorables y reducir el nivel de un vibraciones de helicópteros. Se proporciona un proceso que permite producir spar con sección transversal variable a lo largo de la longitud del grosor de la forma y de la pared y utilizar diferentes tipos de material de refuerzo en forma conjunta con diferentes orientaciones. Estas cualidades esenciales proporcionan beneficios significativos no sólo a las hojas de metal, sino también a otros diseños de las palas del Consejo de Ministros;

- Un alto grado de capacidad de mantenimiento. Gracias a las propiedades valiosas KM - alta resistencia a los concentradores de esfuerzos y la baja tasa de destrucción del material - que se logra por la sencillez y accesibilidad reparaciones, incluso grandes daños a las palas en el campo;

- Cuchillas altamente resistentes para casi todos los tipos de sustancias agresivas, combustibles, productos químicos, aceites, etc.;

- Estabilidad del rendimiento de la hoja durante la operación de largo en cualquier condición climática. Una larga experiencia en la operación de helicópteros con cuchillas de CM mostró que los cambios en las propiedades mecánicas del material son tan pequeñas que no tienen ningún impacto en el rendimiento del avión o la vida del Servicio de cuchillas.

Sobre las características cm de influencias Humedad de la operación.

 

Formación de las características elásticas de masa cuchilla HB

Mecanismos para el equipo

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Me gustaría proponer al Consejo de Ministros y las piezas metálicas para realizar el tipo de marca o concepto a otro, uno tras otro :) vino no espere hasta que raskleyutsya, rassypyatsya, el calor y deformar FSE :) :)

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