Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Фенестрон Eurocopter EC135 с неравномерным расстоянием между лопастями для снижения уровня шума

Фенестрон (иногда альтернативно называют юте или «веер-в-плавник» договоренности [1] ) является защищенным хвостовой винт из вертолета эксплуатации , как импеллер . Термин Fenestron является товарным знаком многонационального консорциума по производству вертолетов Airbus Helicopters (ранее известного как Eurocopter ). Само слово происходит от Occitan термина для небольшого окна , [N 1] , и, в конечном счете происходит от латинского слова FENESTRA для окна . [3] [4][5]

Фенестрон отличается от обычного рулевого винта тем, что он встроен в хвостовое оперение винтокрылого аппарата и, как и обычный рулевой винт, который он заменяет, действует для противодействия крутящему моменту основного винта. В то время как обычные хвостовые винты обычно имеют две или четыре лопасти, фенестроны имеют от семи до восемнадцати лопастей; они могут иметь переменный угловой интервал, чтобы шум распределялся по разным частотам. [6] Размещение вентилятора внутри воздуховода дает несколько явных преимуществ по сравнению с обычным хвостовым ротором, например, снижение потерь от завихрения на головке., потенциал для существенного снижения шума, а также защита как самого хвостового винта от повреждений при столкновении, так и наземного персонала от опасности, создаваемой традиционным вращающимся винтом. [5] [7]

Впервые он был разработан для использования на действующем винтокрыле французской компанией Sud Aviation (ныне входит в состав Airbus Helicopters ) и впервые был принят на вооружение Aérospatiale Gazelle . С тех пор компания (и ее преемники) установили фенестроны на многие свои вертолеты. [2] Другие производители также ограниченно использовали Фенестрон в некоторых своих продуктах, в том числе американская аэрокосмическая корпорация Bell Textron и Boeing , российский производитель вертолетов Kamov , китайская Harbin Aircraft Industry Group и японский конгломерат Kawasaki Heavy Industries .

История [ править ]

SA 342M Gazelle легкой авиации французской армии (ALAT), первый вертолет с системой Fenestron, запущенный в производство.
Фенестрон на разведывательном вертолете Kawasaki OH-1
Фенестрон на Камове Ка-60 на авиасалоне МАКС, 2009 г.

Концепция фенестрон был первым запатентовал в Великобритании в Глазго инжиниринговой компании G. & J. Weir Ltd . Он был разработан британским авиационным инженером К. Г. Пуллиным как усовершенствование вертолетов в британском патенте № 572417 и зарегистрирован как поданный в мае 1943 года. В то время Вейр участвовал в разработке для компании Cierva Autogiro Company , которая была холдинговая компания за патент. [8] По идее, изобретение должно было функционировать в качестве жизнеспособной замены обычного рулевого винта с целью повышения безопасности и производительности такого оборудованного винтокрылого аппарата. [9]Тем не менее, эта ранняя работа в Великобритании не привела напрямую к тому, что Cierva выпустила какой-либо продукт, использующий это нововведение. Вместо этого Фенестрон будет развиваться дальше только в 1960-х годах не связанной компанией.

Fenestron был впервые применен на практике французским производителем самолетов Sud Aviation , который решил использовать его на второй экспериментальной модели разрабатываемой модели SA 340 (первый прототип был снабжен обычным рулевым винтом с ограничением крутящего момента). [10] Фенестрон SA 340 был разработан французским аэродинамиком Полем Фабром; необычно, что это устройство было продвигающееся лезвие, расположенное вверху, вопреки общепринятой практике, но это было рассмотрено, чтобы оказать небольшое влияние на этот конкретный вертолет. [2] [11] Оборудованный соответствующим образом, 12 апреля 1968 года SA 340 стал первым винтокрылым аппаратом, летавшим с хвостовым оперением Fenestron. [5]Будучи признанным удовлетворительным, это хвостовое оперение было сохранено и запущено в производство на усовершенствованной модели винтокрылого аппарата, получившей обозначение Aérospatiale SA 341 Gazelle . [12]

Со временем конструкция и характеристики Фенестрона были улучшены компанией Sud Aviation и ее преемниками, а также другими компаниями. В конце 1970-х годов компания Aérospatiale (в которую вошла Sud Aviation) запустила полностью композитный самолет второго поколения ; в первую очередь это отличалось изменением направления вращения лопасти на противоположное, а также использованием воздуховода на 20% большего диаметра для большей эффективности. [5] [2] Это устройство было установлено на Aérospatiale SA 360 Dauphin вместе с более успешной моделью AS365 Dauphin и ее производными. В то время как дальнейшие летные эксперименты проводились с использованием еще большего Фенестрона на SA 330 Puma.Примерно в то же время был сделан вывод о том, что существуют практические ограничения на размер вертолета с такой конфигурацией, и в серийных образцах Puma вместо этого был сохранен обычный рулевой винт. [13]

В течение 1990-х годов компания Eurocopter (транснациональный преемник Aérospatiale) произвела третье поколение Fenestron , оснащенное неравномерно расположенными лопастями для оптимизации уровня шума; этот блок был впервые установлен на вертолет компании EC135 , а затем был включен в конструкции EC130 и EC145 , последний из которых изначально производился более десяти лет с обычным рулевым винтом. [14] В течение 2010-х годов международный производитель вертолетов Airbus Helicopters (переименованная версия подразделения Eurocopter) разработал Fenestron для своего нового H160., винтокрылый самолет среднего размера; в этой редакции канал вентилятора был намеренно наклонен на 12 градусов для достижения улучшенных характеристик и большей стабильности при работе с более высокой полезной нагрузкой и полетах на более низких скоростях. [5]

Фенестрон обычно работает в паре с большим вертикальным стабилизатором, который также выполняет роль компенсации крутящего момента; такая конфигурация снижает износ лопастей Fenestron и трансмиссии , что, в свою очередь, приводит к экономии на техническом обслуживании. [11] Кроме того, внедрение устройств большего диаметра, хотя и создает некоторые технические проблемы, обычно увеличивает их эффективность и снижает их требования к мощности. [15]Усовершенствованные реализации Fenestron снабжены статорами и регулируемыми грузами, чтобы оптимизировать лопасти для снижения требуемой мощности и накладываемых нагрузок управления шагом. В течение 2010-х годов Airbus Helicopters заявила, что ожидает дальнейшего совершенствования конструкции Fenestron, чтобы он соответствовал винтокрылым машинам увеличивающейся грузоподъемности и позволял внедрять дополнительные инновации в этой области. [2]

Благодаря многочисленным слияниям компаний Sud Aviation и Airbus Helicopters, значительное количество легких, средних и средних вертолетов использовали Fenestron в качестве рулевого винта с ограничением крутящего момента. Такие реализации можно найти на многих вертолетах Eurocopter, таких как Eurocopter EC120 Colibri , EC130 ECO Star , EC135 (и EC635 , военная версия EC135), EC145 , AS365 N / N3 Dauphin (также построенный как HH -65 Dolphin , специальный вариант, используемый Береговой охраной США , и построенный по лицензии Harbin Z-9 ), а также увеличенный EC155(более широкая, тяжелая и усовершенствованная версия серии AS365 N / N3). [15]

Помимо Airbus Helicopters и его предшественников, другие компании также использовали механизмы предотвращения крутящего момента Fenestron. Одним из таких винтокрылых летательных аппаратов был американский Boeing / Sikorsky RAH-66 Comanche , вертолет- невидимка для воздушной разведки, который был отменен в 2004 году. Хвостовые винты с воздуховодом также использовались в российском вертолете средней грузоподъемности Камов Ка-60 [16], а также на разведывательном вертолете Kawasaki OH-1 Ninja японских военных . Французский производитель легких вертолетов Hélicoptères_Guimbal также использовал Fenestron для своего Guimbal Cabri G2 , компактного винтокрылого аппарата с поршневым двигателем. [12] китайскийХарбинская авиастроительная группа использует Фенестрон в разведывательно-ударном вертолете Z-19 . Американская компания Bell Textron в Bell 360 Invictus предложила конструкцию вертолета, предназначенную для удовлетворения требований армии США к будущим атакующим самолетам-разведчикам .

Преимущества [ править ]

Деталь механизма регулировки шага фенестрона EC135
  • Повышенная безопасность людей на земле, поскольку корпус обеспечивает периферийную защиту; [5] [17]
  • Значительное снижение шума и вибрации за счет закрытых кончиков лезвий и большего количества лезвий; [5] [17]
  • Снижение требований к мощности на крейсерском этапе полета. [18]
  • Обычно легче и меньше обычных аналогов. [19] [9] [N 2]
  • Более низкая восприимчивость к повреждению посторонними предметами, поскольку ограждение снижает вероятность засасывания незакрепленных предметов, таких как небольшие камни; [12]
  • Повышенная эффективность контроля крутящего момента и снижение нагрузки на пилота. [21]
  • Уменьшена вероятность аварии хвостового винта, поскольку он не может ударить по окружающей среде.

Недостатки [ править ]

Недостатки Фенестрона являются общими для всех канальных вентиляторов по сравнению с пропеллерами. Они включают:

  • Увеличенный вес [22], потребляемая мощность [23] и сопротивление воздуха, создаваемое корпусом;
  • Более высокая стоимость строительства и закупки. [18]
  • Увеличение мощности, требуемой на фазе зависания. [18]

См. Также [ править ]

  • НОТАР

Ссылки [ править ]

Заметки [ править ]

  1. ↑ Поль Фабр, родившийся в Экс-ан-Провансе и преданный своим корням, выбрал имя fenestrou , провансальское слово, означающее маленькое круглое окно , для обозначения своего изобретения с закрытым ротором. [2]
  2. ^ Вычислительное моделирование показало, что максимально достижимая тяга Фенестрона в два раза выше, а при одинаковой мощности тяга была немного больше, чем у обычного ротора того же диаметра. [20]

Цитаты [ править ]

  1. Перейти ↑ Leishman 2006, p. 321.
  2. ^ а б в г д Колонжи, Моник. «История фенестрона». Airbus Helicopters , дата обращения: 16 апреля 2018.
  3. ^ Прути, Рэй. Аэродинамика вертолета , Helobooks, 1985, 2004. стр. 266.
  4. ^ «30 лет инноваций». fenestron.com . [ постоянная мертвая ссылка ]
  5. ^ Б с д е е г Huber, Mike. «Фенестрону исполняется 50 лет». AIN Online , 12 апреля 2018 г.
  6. Перейти ↑ Corda 2017, pp. 33–34.
  7. Перейти ↑ Leishman 2006, p. 324.
  8. ^ «Номер публикации: 572417 - Улучшения в вертолетах». patentscope.wipo.int , 24 мая 1943 г.
  9. ^ а б Прути 2009, стр. 266.
  10. Перейти ↑ Leishman 2006, p. 43.
  11. ^ а б Прути 2009, стр. 267.
  12. ^ a b c "Cabri G2 Fenestron". Архивировано 17 апреля 2018 года на Wayback Machine collegeaviationdegree.com , дата обращения : 16 апреля 2018.
  13. ^ «Фенестрон, Истоки: Эпизод один». Airbus Helicopters , 12 апреля 2018 г.
  14. ^ «Новый EC145 T2 Airbus Helicopters сертифицирован». Airbus Helicopters , 17 апреля 2014 г.
  15. ^ a b Prouty 2009, стр. 266–267.
  16. Перейти ↑ Leishman 2006, p. 46.
  17. ^ а б Гей 2004, стр. 180.
  18. ^ a b c Newman 2005, [ необходима страница ]
  19. Перейти ↑ Leishman 2006, pp. 315, 321.
  20. ^ "Испытания в режиме парения и в аэродинамической трубе закрытых роторов для улучшения конструкции микро-летательного аппарата". С. 65–66. University of Maryland , 2008. Дата обращения : 15 марта 2013 г.
  21. ^ «Больше инноваций с фирменным хвостовым винтом Eurocopter». Airbus Helicopters , 8 марта 2011 г.
  22. ^ Корда 2017, стр. 34.
  23. ^ Джонсон 2013, стр. 282.

Библиография [ править ]

  • Корда, Стивен. Введение в аэрокосмическую технику с точки зрения летных испытаний. John Wiley & Sons, 2017. ISBN  1-1189-5338-X .
  • Гей, Дэниел. Композиционные материалы: дизайн и применение. CRC Press, 2014. ISBN 1-4665-8487-4 . 
  • Джонсон, Уэйн. «Винтокрылая аэромеханика». Cambridge University Press, 2013. ISBN 1-1073-5528-1 . 
  • Лейшман, Гордон Л. "Принципы аэродинамики вертолета". Cambridge University Press, 2006. ISBN 0-5218-5860-7 . 
  • Ньюман, Рон. Технические, аэродинамические и эксплуатационные аспекты вертолета. BookBaby, 2015. ISBN 1-4835-5878-9 . 
  • Праути, Рэй. Аэродинамика вертолета Том I. Lulu.com, 2009. ISBN 0-5570-8991-3 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • Фенестроны всего мира Дэйва