newyddion

Mor gynnar â'r 1950au,cyfansoddion wedi'u hatgyfnerthu â ffibr gwydrfe'u defnyddiwyd mewn cydrannau nad ydynt yn dwyn llwyth fframiau awyr hofrenyddion, fel ffeiriau a hatches archwilio, er bod eu cymhwysiad yn eithaf cyfyngedig.

Digwyddodd y datblygiad arloesol mewn deunyddiau cyfansawdd ar gyfer hofrenyddion yn y 1960au gyda datblygiad llwyddiannus llafnau rotor cyfansawdd wedi'u hatgyfnerthu â ffibr gwydr. Dangosodd hyn fanteision rhagorol cyfansoddion—cryfder blinder uwchraddol, trosglwyddo llwyth aml-lwybr, nodweddion lledaeniad crac araf, a symlrwydd mowldio cywasgu—a wireddwyd yn llawn mewn cymwysiadau llafn rotor. Ni chafodd gwendidau cynhenid ​​cyfansoddion wedi'u hatgyfnerthu â ffibr—cryfder cneifio rhyng-haenog isel a sensitifrwydd i ffactorau amgylcheddol—effeithiau andwyol ar ddyluniad na chymhwysiad llafn rotor.

Er bod gan lafnau metel oes gwasanaeth o ddim mwy na 2000 awr fel arfer, gall llafnau cyfansawdd gyflawni oes o fwy na 6000 awr, o bosibl am gyfnod amhenodol, a galluogi cynnal a chadw yn seiliedig ar gyflwr. Mae hyn nid yn unig yn gwella diogelwch hofrenyddion ond mae hefyd yn lleihau cost cylch oes lawn llafnau yn sylweddol, gan arwain at fanteision economaidd sylweddol. Mae'r broses fowldio a halltu cywasgu syml, hawdd ei gweithredu ar gyfer cyfansoddion, ynghyd â'r gallu i deilwra cryfder, anystwythder (gan gynnwys nodweddion dampio), yn galluogi gwelliannau a optimeiddio proffil aerodynamig mwy effeithiol wrth ddylunio llafnau rotor, yn ogystal ag optimeiddio dynameg strwythurol rotor. Ers y 1970au, mae ymchwil i aerffoidau newydd wedi cynhyrchu cyfres o broffiliau llafnau hofrenyddion perfformiad uchel. Mae'r aerffoidau newydd hyn yn cynnwys trawsnewidiad o ddyluniadau cymesur i rai cwbl grwm, anghymesur, gan gyflawni cyfernodau codi uchaf a rhifau Mach critigol wedi'u cynyddu'n sylweddol, cyfernodau llusgo is, a newidiadau lleiaf mewn cyfernodau moment. Gwelliannau yn siapiau blaen llafnau rotor - o flaenau petryal i flaenau wedi'u hysgubo, taprog; blaenau wedi'u hysgubo parabolig i lawr wedi'u crwm; i awgrymiadau BERP tenau uwch—wedi gwella dosbarthiad llwyth aerodynamig, ymyrraeth fortecs, dirgryniad a nodweddion sŵn yn sylweddol, a thrwy hynny gynyddu effeithlonrwydd rotor.

Ar ben hynny, gweithredodd dylunwyr optimeiddio integredig amlddisgyblaethol o aerodynameg llafnau rotor a dynameg strwythurol, gan gyfuno optimeiddio deunydd cyfansawdd ag optimeiddio dyluniad rotor i gyflawni perfformiad llafn gwell a lleihau dirgryniad/sŵn. O ganlyniad, erbyn diwedd y 1970au, roedd bron pob hofrennydd newydd ei ddatblygu wedi mabwysiadu llafnau cyfansawdd, tra bod ôl-osod modelau hŷn gyda llafnau metel i rai cyfansawdd wedi cynhyrchu canlyniadau hynod effeithiol.

Mae'r prif ystyriaethau ar gyfer mabwysiadu deunyddiau cyfansawdd mewn strwythurau ffrâm awyr hofrenyddion yn cynnwys: arwynebau crwm cymhleth tu allan hofrenyddion, ynghyd â llwyth strwythurol cymharol isel, sy'n eu gwneud yn addas ar gyfer cynhyrchu cyfansawdd i wella goddefgarwch difrod strwythurol a sicrhau gweithrediad diogel a dibynadwy; y galw am leihau pwysau mewn strwythurau ffrâm awyr ar gyfer hofrenyddion cyfleustodau ac ymosod; a gofynion ar gyfer strwythurau sy'n amsugno damweiniau a dylunio cudd. I fynd i'r afael â'r anghenion hyn, sefydlodd Sefydliad Ymchwil Technoleg Gymhwysol Hedfan Byddin yr Unol Daleithiau y Rhaglen Ffrâm Awyr Cyfansawdd Uwch (ACAP) ym 1979. O'r 1980au, pan ddechreuodd hofrenyddion fel y Sikorsky S-75, Bell D292, Boeing 360, a'r MBB BK-117 Ewropeaidd gyda fframiau awyr cyfansawdd i gyd hediadau prawf, i integreiddio llwyddiannus Bell Helicopter o adenydd a ffiwslawdd cyfansawdd y V-280 yn 2016, mae datblygiad hofrenyddion ffrâm awyr cyfansawdd i gyd wedi gwneud camau breision sylweddol. O'i gymharu ag awyrennau cyfeirio aloi alwminiwm, mae fframiau awyr cyfansawdd yn darparu manteision sylweddol o ran pwysau fframiau awyr, costau cynhyrchu, dibynadwyedd a chynaliadwyedd, gan fodloni amcanion rhaglen ACAP fel yr amlinellir yn Nhabl 1-3. O ganlyniad, mae arbenigwyr yn honni bod disodli fframiau awyr alwminiwm â strwythurau cyfansawdd yn arwyddocaol yn debyg i'r newid yn y 1940au o fframiau awyr ffabrig pren i strwythurau metel.

Yn naturiol, mae maint y defnydd o ddeunydd cyfansawdd mewn strwythurau ffrâm awyr yn gysylltiedig yn agos â manylebau dylunio hofrenyddion (metrigau perfformiad). Ar hyn o bryd, mae deunyddiau cyfansawdd yn cyfrif am 30% i 50% o bwysau strwythur ffrâm awyr mewn hofrenyddion ymosod canolig a thrwm, tra bod hofrenyddion cludo milwrol/sifil yn defnyddio canrannau uwch, gan gyrraedd 70% i 80%. Defnyddir deunyddiau cyfansawdd yn bennaf mewn cydrannau ffiselaj fel y bŵm cynffon, y sefydlogwr fertigol, a'r sefydlogwr llorweddol. Mae hyn yn gwasanaethu dau ddiben: lleihau pwysau a rhwyddineb ffurfio arwynebau cymhleth fel sefydlogwyr fertigol dwythellog. Mae strwythurau sy'n amsugno damweiniau hefyd yn defnyddio cyfansoddion i gyflawni arbedion pwysau. Fodd bynnag, ar gyfer hofrenyddion ysgafn a bach gyda strwythurau symlach, llwythi is, a waliau tenau, efallai na fydd defnyddio cyfansoddion o reidrwydd yn gost-effeithiol.