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nutizie

Digià in l'anni 1950,cumposti rinforzati cù fibra di vetrusò stati aduprati in cumpunenti micca portanti di cellule d'elicotteri, cum'è carenature è boccaporti d'ispezione, ancu s'è a so applicazione era abbastanza limitata.

L'avanzamentu rivoluzionariu in i materiali cumposti per l'elicotteri hè accadutu in l'anni 1960 cù u sviluppu successu di e pale di rotore cumposte rinforzate cù fibra di vetru. Questu hà dimustratu i vantaghji eccezziunali di i cumposti - resistenza à a fatica superiore, trasferimentu di carica multi-percorsu, caratteristiche di propagazione lenta di e crepe è a simplicità di u stampaggio à compressione - chì sò stati pienamente realizati in l'applicazioni di e pale di rotore. I punti debuli inerenti di i cumposti rinforzati cù fibre - bassa resistenza à u taglio interlaminare è sensibilità à i fattori ambientali - ùn anu micca influenzatu negativamente a cuncepzione o l'applicazione di e pale di rotore.

Mentre e pale metalliche anu tipicamente una durata di vita chì ùn supera micca e 2000 ore, e pale cumposte ponu ghjunghje à una durata di vita superiore à e 6000 ore, potenzialmente indefinita, è permettenu una manutenzione basata nantu à a cundizione. Questu ùn solu migliora a sicurezza di l'elicotteru, ma riduce ancu significativamente u costu di u ciclu di vita cumpletu di e pale, dendu benefici ecunomichi sustanziali. U prucessu di stampaggio à compressione è di polimerizazione simplice è faciule da aduprà per i cumposti, cumminatu cù a capacità di adattà a resistenza, a rigidità (cumprese e caratteristiche di smorzamentu), permette miglioramenti è ottimizzazioni di u prufilu aerodinamicu più efficaci in a cuncepimentu di e pale di u rotore, è ancu l'ottimizzazione di a dinamica strutturale di u rotore. Dapoi l'anni 1970, a ricerca nantu à i novi profili aerodinamichi hà pruduttu una seria di prufili di pale di elicotteru à alte prestazioni. Quessi novi profili aerodinamichi presentanu una transizione da cuncepimenti simmetrici à cumpletamente curvi è asimmetrici, ottenendu coefficienti di portanza massimi è numeri di Mach critici significativamente aumentati, coefficienti di resistenza ridotti è cambiamenti minimi in i coefficienti di mumentu. Miglioramenti in e forme di e punte di e pale di u rotore - da punte rettangulari à punte spazzate è rastremate; punte paraboliche curve versu u bassu; à punte BERP avanzate à spazzata fina - anu migliuratu sustanzialmente a distribuzione di carica aerodinamica, l'interferenza di vortici, e caratteristiche di vibrazione è rumore, aumentendu cusì l'efficienza di u rotore.

Inoltre, i cuncettori anu implementatu l'ottimisazione integrata multidisciplinare di l'aerodinamica è di a dinamica strutturale di e pale di u rotore, cumbinendu l'ottimisazione di i materiali cumposti cù l'ottimisazione di u disignu di u rotore per ottene prestazioni migliorate di e pale è riduzione di vibrazioni/rumore. Di cunsiguenza, à a fine di l'anni 1970, quasi tutti l'elicotteri sviluppati di recente anu aduttatu pale cumposte, mentre chì l'adattamentu di i mudelli più vechji cù pale metalliche à quelle cumposte hà datu risultati rimarchevuli.

E cunsiderazioni principali per l'adopzione di materiali cumposti in e strutture di a cellula di l'elicotteri includenu: e superfici curve cumplesse di l'esterni di l'elicotteri, accumpagnate da un caricu strutturale relativamente bassu, chì li rende adatti per a fabricazione di cumposti per migliurà a tolleranza à i danni strutturali è assicurà un funziunamentu sicuru è affidabile; a dumanda di riduzione di u pesu in e strutture di a cellula per l'elicotteri utilitari è d'attaccu; è i requisiti per e strutture chì assorbenu l'impatti è u disignu stealth. Per risponde à questi bisogni, l'Istitutu di Ricerca di Tecnulugia Applicata di l'Aviazione di l'Armata Americana hà stabilitu l'Advanced Composite Airframe Program (ACAP) in u 1979. Da l'anni 1980, quandu elicotteri cum'è u Sikorsky S-75, u Bell D292, u Boeing 360 è l'European MBB BK-117 cù cellule interamente cumposte anu iniziatu i voli di prova, finu à l'integrazione riescita di Bell Helicopter di l'ale è a fusoliera cumposte di u V-280 in u 2016, u sviluppu di elicotteri cù cellula interamente cumposta hà fattu passi significativi. In paragone cù l'aerei di riferimentu in lega d'aluminiu, e cellule cumposte offrenu benefici sustanziali in termini di pesu di a cellula, costi di pruduzzione, affidabilità è manutenibilità, rispondendu à l'ubbiettivi di u prugramma ACAP cum'è descrittu in a Tabella 1-3. Di cunsiguenza, l'esperti affermanu chì a sustituzione di e cellule in aluminiu cù strutture cumposte hà una significazione paragunabile à a transizione di l'anni 1940 da e cellule in legnu è tela à e strutture metalliche.

Naturalmente, l'estensione di l'usu di materiali cumposti in e strutture di a cellula hè strettamente ligata à e specificazioni di cuncepimentu di l'elicotteri (metriche di prestazione). Attualmente, i materiali cumposti rapprisentanu da u 30% à u 50% di u pesu di a struttura di a cellula in elicotteri d'attaccu medii è pesanti, mentre chì l'elicotteri di trasportu militari/civili utilizanu percentuali più elevate, righjunghjendu u 70% à l'80%. I materiali cumposti sò principalmente impiegati in i cumpunenti di a fusoliera cum'è u boom di coda, u stabilizzatore verticale è u stabilizzatore orizzontale. Questu serve à dui scopi: a riduzione di u pesu è a facilità di furmà superfici cumplesse cum'è stabilizzatori verticali canalizzati. E strutture chì assorbenu l'impatti utilizanu ancu i cumposti per ottene risparmi di pesu. Tuttavia, per elicotteri leggeri è chjuchi cù strutture più semplici, carichi inferiori è pareti sottili, l'usu di cumposti ùn pò micca esse necessariamente rentabile.

Applicazioni di Materiali Cumposti in Elicotteri


Data di publicazione: 13 di ferraghju 2026