stringtranslate.com

Фенестрон

Вид на хвостовую балку EC120B и хвостовой вентилятор фенестрона с противодействующим моментом.

Фенестрон (иногда называемый также вентиляторным хвостовиком или конструкцией «вентилятор в плавнике» [1] ) представляет собой закрытый хвостовой винт вертолета , который работает как канальный вентилятор . Термин Fenestron является торговой маркой транснационального консорциума по производству вертолетов Airbus Helicopters (ранее известного как Eurocopter ). Само слово происходит от окситанского термина, обозначающего маленькое окно , [N 1] и в конечном итоге происходит от латинского слова fenestra , обозначающего окно . [3] [4] [5]

Fenestron отличается от обычного рулевого винта с открытым хвостовиком тем, что он встроен в хвостовую балку и, как и обычный рулевой винт, который он заменяет, противодействует крутящему моменту , создаваемому несущим винтом . В то время как обычные рулевые винты обычно имеют две или четыре лопасти, фенестроны имеют от семи до восемнадцати лопастей; они могут иметь переменное угловое расстояние, так что шум распределяется по разным частотам. [6] Размещение вентилятора внутри воздуховода дает несколько явных преимуществ по сравнению с обычным рулевым винтом, таких как снижение потерь на концевом вихре и возможность существенного снижения шума, а также защита самого рулевого винта от повреждений при столкновении и наземный персонал от опасности, исходящей от традиционного вращающегося несущего винта. [5] [7]

Впервые он был разработан для использования на действующих винтокрылых машинах французской компанией Sud Aviation (ныне часть 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 американские аэрокосмические корпорации Bell Textron и Boeing , российский производитель винтокрылых машин «Камов» , китайская Harbin Aircraft Industry Group и японский конгломерат Kawasaki Heavy Industries. .

История

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

Концепция фенестрона была впервые запатентована в Великобритании инжиниринговой компанией G. & J. Weir Ltd из Глазго . Он был разработан британским авиационным инженером К. Г. Пуллином как усовершенствование вертолетов по британскому патенту № 572417 и зарегистрирован как поданный в мае 1943 года. В то время Вейр участвовал в опытно-конструкторских работах для компании Cierva Autogiro , которая холдинговая компания по патенту. [8] По идее, изобретение должно было служить эффективной заменой традиционного рулевого винта с целью повышения как безопасности, так и производительности такого оборудованного винтокрылого аппарата. [9] Однако эта ранняя работа в Великобритании не привела напрямую к выпуску какого-либо продукта Cierva, использующего это нововведение. Вместо этого фенестрон получил дальнейшее развитие только в 1960-х годах несвязанной компанией.

Впервые фенестрон был практически применен французским производителем самолетов Sud Aviation , который решил внедрить его на второй экспериментальной модели своего разрабатываемого SA 340 (первый прототип был оснащен обычным рулевым винтом рулевого управления). [10] Фенестрон SA 340 был разработан французским аэродинамиком Полем Фабром; необычно, что у этого агрегата выдвижная лопасть была установлена ​​вверху вопреки общепринятой практике, но это было сочтено малоэффективным для этого конкретного вертолета. [2] [11] Оснащенный соответствующим образом, 12 апреля 1968 года SA 340 стал первым винтокрылым аппаратом, летавшим с использованием хвостового оперения 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 компаниями-преемниками, а также другими компаниями. В конце 1970-х годов компания Aérospatiale (в которую влилась компания Sud Aviation) запустила полностью композитное подразделение второго поколения; В первую очередь в нем было изменено направление вращения лопасти, а также использован воздуховод на 20 процентов большего диаметра для большей эффективности. [5] [2] Этот блок был установлен на Aérospatiale SA 360 Dauphin , а также на его более успешную модель AS365 Dauphin и ее производные. Хотя примерно в то же время были проведены дальнейшие летные эксперименты с использованием еще более крупного фенестрона на вертолете средней грузоподъемности SA 330 Puma , был сделан вывод, что существуют практические ограничения на то, насколько велик вертолет такой конфигурации, и приведены серийные примеры Вместо этого Puma сохранила обычный рулевой винт. [13]

В 1990-х годах компания Eurocopter (международный преемник Aérospatiale) производила фенестрон третьего поколения , оснащенный неравномерно расположенными лопастями для оптимизации уровня шума; этот агрегат был впервые установлен на вертолете 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 2010-х годах многонациональный производитель вертолетов Airbus Helicopters (ребрендинговая версия компании Eurocopter) доработал Fenestron для своего нового H160 , двухвинтового винтокрылого аппарата среднего размера; в этой версии канал вентилятора был намеренно наклонен на 12 градусов для достижения улучшенных характеристик и большей устойчивости при работе с более высокой полезной нагрузкой и полете на более низких скоростях. [5]

Фенестрон обычно работает в паре с более крупным вертикальным стабилизатором, который также выполняет роль компенсации крутящего момента; такая конфигурация снижает износ лопастей Fenestron и системы трансмиссии , что, в свою очередь, приводит к экономии на обслуживании. [11] Кроме того, внедрение блоков большего диаметра, хотя и создает некоторые инженерные проблемы, обычно повышает их эффективность и снижает требования к мощности. [15] Усовершенствованные реализации фенестрона оснащены статорами и регулируемыми грузами, чтобы оптимизировать лопасти для снижения требуемой мощности и налагаемых нагрузок на управление шагом. В 2010-х годах компания Airbus Helicopters заявила, что ожидает, что конструкция Fenestron будет продолжать совершенствоваться, чтобы соответствовать винтокрылым машинам увеличивающегося тоннажа и обеспечивать возможность внедрения дополнительных инноваций в этой области. [2]

В результате многочисленных слияний Sud Aviation и Airbus Helicopters значительное количество вертолетов легкого, среднего и среднего веса использовали Fenestron в качестве рулевого винта рулевого управления. 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 ее предшественников, другие компании также использовали устройства противодействия крутящему моменту Fenestron. Одним из таких винтокрылых машин был американский Boeing/Sikorsky RAH-66 Comanche , малозаметный вертолет воздушной разведки , снятый с производства в 2004 году. Другим примером является Sikorsky S-67 Blackhawk , который в 1974 году имел фенестрон для испытательных целей, использованный в 29 полетах. часы. [16] Он был удален в августе того же года. Хвостовые винты с вентилятором в канале также использовались в российском вертолете средней грузоподъемности Ка-60 [17] , а также в японском военном разведывательном вертолете Kawasaki OH-1 Ninja . Французский производитель легких вертолетов Hélicoptères Guimbal также использовал Fenestron для своего Guimbal Cabri G2 , компактного винтокрылого аппарата с поршневым двигателем. [12] Китайская Харбинская авиастроительная группа использует фенестрон в разведывательно-ударном вертолете Z-19 . Американский Bell Textron в Bell 360 Invictus предложил конструкцию вертолета, призванную удовлетворить требования армии США к будущему ударному разведывательному самолету .

Преимущества

Деталь механизма регулирования шага фенестрона EC135 .

Недостатки

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

Смотрите также

Рекомендации

Примечания

  1. ↑ Поль Фабр, родившийся в Экс-ан-Провансе и страстно преданный своим корням, выбрал имя fenestrou , провансальское слово, означающее маленькое круглое окно , для обозначения своего изобретения ротора с кожухом. [2]
  2. ^ Компьютерное 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. [21]

Цитаты

  1. ^ Лейшман 2006, с. 321.
  2. ^ abcde Колонж, Моник. «История фенестрона». Airbus Helicopters , дата обращения: 16 апреля 2018 г.
  3. ^ Праути, Рэй. Аэродинамика вертолета , Helobooks, 1985, 2004. с. 266.
  4. ^ «30 лет инноваций». fenestron.com . [ постоянная мертвая ссылка ]
  5. ^ abcdefg Хубер, Майк. «Фенестрону исполняется 50 лет». AIN Online , 12 апреля 2018 г.
  6. ^ Корда 2017, стр. 33–34.
  7. ^ Лейшман 2006, с. 324.
  8. ^ «Номер публикации: 572417 — Усовершенствования вертолетов». Patentscope.wipo.int , 24 мая 1943 г.
  9. ^ ab Прути 2009, с. 266.
  10. ^ Лейшман 2006, с. 43.
  11. ^ ab Прути 2009, с. 267.
  12. ^ abc "Кабри G2 Фенестрон". Архивировано 17 апреля 2018 г. на сайте Wayback Machine Collegeaviationgrade.com , дата обращения: 16 апреля 2018 г.
  13. ^ «Фенестрон, Происхождение: Эпизод первый». Airbus Helicopters , 12 апреля 2018 г.
  14. ^ «Новый EC145 T2 Airbus Helicopters сертифицирован». Airbus Helicopters , 17 апреля 2014 г.
  15. ^ ab Prouty 2009, стр. 266–267.
  16. ^ Апостоло 1984, с. 89.
  17. ^ Лейшман 2006, с. 46.
  18. ^ аб Гей 2004, с. 180.
  19. ^ abc Newman 2005, [ необходима страница ]
  20. ^ Лейшман 2006, стр. 315, 321.
  21. ^ «Испытания экранированных роторов на висении и в аэродинамической трубе для улучшения конструкции микровоздушного транспорта» . стр. 65–66. Университет Мэриленда , 2008 г. Дата обращения: 15 марта 2013 г.
  22. ^ «Больше инноваций с фирменным хвостовым винтом Eurocopter» . Airbus Helicopters, 8 марта 2011 г.
  23. ^ Корда 2017, с. 34.
  24. ^ Джонсон 2013, с. 282.

Библиография

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы, связанные с фенестроном .