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  • 1 # omhoz21716

      直升機旋翼製造材料為複合材料。  複合材料是由兩種或兩種以上不同的材料透過某種方法結合而成的新材料。其中各組分材料一般仍保持其原有持性,但它們彼此"取長補短"、"大力協同",使新材料的效能比各單獨組分材料更優異。通常人們將複合材料中構成連續相的組分稱為基體,非連續相的組分稱為增強材料。  輕質、高強度和高模量的複合材料屬先進複合材料,它主要適於作結構材料。複合材料具有各向異性和效能可設計性特點,設計者可以根據工程結構的使用條件選用適當的組分材料和調整增強材料的方向使設計的結構重量輕、安全可靠和經濟合理。  先進複合材料分為樹脂基複合材料、金屬基複合材料、陶瓷基複合材料和碳-碳複合材料以及它們相互混合構成的複合材料。  複合材料在直升機旋翼製造上的應用發展:  近幾十年來,複合材料在直升機上的應用研究迅速、面寬,幾乎直升機的所有結構都開展了複合材料的應用研究,並且大部分取得成功。  五十年代,複合材料就已成為直升機整流罩、管道和其它次要結構(特別是複雜曲面部分的結構)的標準材料。如美國 YH-23的蒙皮、H-24中機身夾層蒙皮的面板、貝爾47座艙罩蒙皮、UH-1的機頭罩口蓋、尾部整流罩和油箱壁的面板都用玻璃鋼。在1953年,貝爾 47H-1的座艙就是用玻璃纖維製造,並取得FAA適航證。1956年,美國研製了第一副用玻璃纖維增強的複合材料槳葉。  六十年代,複合材料在直升機上的應用多限於次結構,如超黃蜂、尾梁整流罩和浮筒上罩等用玻璃鋼製成。但在主承力結構上的應用也跨出了一大步,如H-53玻璃鋼駕駛艙;旋翼槳葉的設計已明確地朝著全複合材料結構方向發展,如H-43B槳葉、S-61硼複合材料尾槳、 CH-47的全硼複合材料先進槳等。  七十年代是複合材料迅猛發展的十年。直升機大量使用複合材料,如佔UH-60、YAH-64、S-76的溼面積的25~30%,SA- 365的59%是複合材料。美國對複合材料結構的適用性即對複合材料結構的可靠性、修復性、維護性、吸溼性和長期老化問題進行了研究。與此同時複合材料結構也經受了抗高速砂粒磨蝕、低速撞擊損傷和耐墜毀等的考驗。在此期間,直升機的槳葉、槳轂、尾槳、機身結構、安定面以及其它結構都用複合材料進行了研製。如BO-105裝上了第一付投入使用的全玻璃鋼槳葉;法國研製成AS-350和SA-365的複合材料"星形柔性"槳轂;S-76 採用複合材料無軸承柔性尾槳;BO-105採用全複合材料尾梁;OH-58的水平安定面由芳綸/環氧纏繞而成;UH-1採用用纏繞法制成的石墨/環氧減速器箱等。  八十年代,複合材料在直升機大部分結構上的應用達到了相當成熟的地步。並證明了用複合材料製造直升機結構,在改善直升機效能、降低成本、減輕重量等方面收益顯著。探索性地研究了集複合材料旋翼槳葉、複合材料槳轂的無軸承旋翼概念於一體的複合材料旋翼系統。同時,美國貝爾直升機公司全複合材料機身的直升機D-292、美國西科斯基飛機公司全複合材料機身的直升機S-75、美國波音-360全複合材料機體及MBB公司的BK-117全複合材料機體試驗研究直升機相繼試飛。  九十年代,隨著RAH-66的研製,複合材料在直升機上的應用產生了質的飛躍。RAH-66為直升機廣泛採用複合材料闖出了一條新路子。傳統的直升機均採用金屬材料為主,複合材料為輔的設計方案,而RAH-66上的複合材料則佔總材料重量的51%。在機體中大量採用複合材料的零部件有:蒙皮、艙門、桁條、框架、艙壁、機內中心處的盒形龍骨結構、旋翼塔座整流罩、風扇尾槳外殼、垂直塔座(外掛架)以及水平安定面;在旋翼中有柔性梁、槳葉、扭力臂、自動傾斜器、撓性軸以及旋翼整流罩;在傳動系統中有傳動軸、主減速器外殼等。  在RAH-66上使用的主要複合材料包括新型韌化環氧樹脂,雙馬來醯亞胺樹脂,提高了剛度和強度的石墨纖維,以及玻璃纖維和芳綸纖維等。 RAH-66大量採用複合材料的效益是提高軍用要求的同時補償結構重量的損失。滿足了RAH-66航程、載荷及其它效能要求指標。  今後,隨著複合材料技術的不斷提高,集複合材料槳葉、複合材料槳轂和無軸承旋翼概念於一體的複合材料旋翼系統將會投入使用。全複合材料的直升機不久將會出現。

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