.jpg/1280px-N175SC_tail_(EC120).jpg)
Fenestron (иногда также называемый fantail или компоновкой «fan-in-fin» [1] ) — это закрытый хвостовой винт вертолета , который работает как канальный вентилятор . Термин Fenestron является торговой маркой многонационального консорциума по производству вертолетов Airbus Helicopters (ранее известного как Eurocopter ). Само слово происходит от окситанского термина, обозначающего небольшое окно , [N 1] и в конечном итоге происходит от латинского слова fenestra — окно . [ 3 ] [4] [5]
Fenestron отличается от обычного открытого хвостового винта тем, что он встроен в хвостовую балку и, как и обычный хвостовой винт, который он заменяет, выполняет функцию противодействия крутящему моменту, создаваемому основным винтом . В то время как обычные хвостовые винты обычно имеют от двух до шести лопастей, Fenestron имеют от семи до восемнадцати лопастей; они могут иметь переменное угловое расстояние, так что шум распределяется по разным частотам. [6] Размещая вентилятор в воздуховоде, достигается несколько явных преимуществ по сравнению с обычным хвостовым винтом, таких как снижение потерь на концевые вихри и возможность 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 эксплуатируемых винтокрылых машинах французской компанией Sud Aviation (теперь часть Airbus Helicopters), впервые примененный на Aérospatiale Gazelle . С тех пор компания (и ее преемники) установили фенестроны на многих своих вертолетах. [2] Другие производители также ограниченно использовали фенестрон на некоторых своих продуктах, включая американские аэрокосмические корпорации Bell Textron и Boeing , российского производителя винтокрылых машин Камов , китайскую Harbin Aircraft Industry Group и японский конгломерат Kawasaki Heavy Industries .
Концепция Fenestron была впервые запатентована в Великобритании инженерной компанией из Глазго G. & J. Weir Ltd. Она была разработана британским авиационным инженером C. G. Pullin в качестве усовершенствования вертолетов в британском патенте номер 572417 и зарегистрирована как поданная в мае 1943 года. В то время Weir принимал участие в опытно-конструкторских работах для Cierva Autogiro Company , которая была холдинговой компанией для патента. [8] По идее, изобретение должно было функционировать как жизнеспособная замена традиционного расположения хвостового винта, направленная на улучшение как безопасности, так и производительности на таких оборудованных винтокрылых аппаратах. [9] Однако эта ранняя работа в Великобритании не привела напрямую к выпуску какого-либо продукта Cierva, использующего это нововведение. Вместо этого Fenestron был доработан только в 1960-х годах несвязанной компанией.
Fenestron впервые был практически применен французским производителем самолетов Sud Aviation , который решил внедрить его на второй экспериментальной модели своего находящегося в разработке SA 340 (первый прототип был оснащен обычным рулевым винтом с противодействующим моментом). [10] Fenestron SA 340 был разработан французским аэродинамиком Полем Фабром; необычно, что этот блок имел свою наступательную лопасть, установленную наверху, вопреки обычной практике, но это было обосновано, чтобы не оказать большого влияния на этот конкретный вертолет. [2] [11] Установленный соответствующим образом, 12 апреля 1968 года SA 340 стал первым винтокрылым аппаратом, который летал с использованием хвостового устройства Fenestron. [5] После того, как было установлено, что оно было удовлетворительным, это хвостовое устройство было сохранено и запущено в производство на усовершенствованной модели винтокрылого аппарата, которая была обозначена как Aérospatiale SA 341 Gazelle . [12]
Со временем Sud Aviation и ее компании-преемницы, а также другие компании улучшили конструкцию и производительность Fenestron. В конце 1970-х годов компания Aérospatiale (с которой Sud Aviation слилась) выпустила полностью композитный блок второго поколения; он в первую очередь отличался изменением направления вращения лопасти, а также использованием воздуховода на 20 процентов большего диаметра для большей эффективности. [5] [2] Этот блок был установлен на Aérospatiale SA 360 Dauphin , наряду с его более успешной моделью AS365 Dauphin и ее производными. Хотя в то же время проводились дальнейшие летные эксперименты с использованием еще большего Fenestron на вертолете средней грузоподъемности SA 330 Puma , был сделан вывод о том, что существуют практические ограничения на то, насколько большим вертолетам подойдет такая конфигурация, и серийные образцы Puma сохранили вместо этого обычный хвостовой винт. [13]
В 1990-х годах компания Eurocopter (многонациональный преемник Aérospatiale) выпустила Fenestron третьего поколения , оснащенный неравномерно расположенными лопастями для оптимизации уровня шума; этот блок был впервые установлен на вертолете EC135 этой компании , а затем был включен в конструкции EC130 и EC145 , последний из которых изначально производился более десятилетия с обычным хвостовым винтом. [14] В 2010-х годах многонациональный производитель вертолетов Airbus Helicopters (переименованная версия компании Eurocopter) усовершенствовал Fenestron для своего нового H160 , среднеразмерного двухвинтового вертолета; в этой модификации канал вентилятора был намеренно наклонен на 12 градусов для достижения улучшенных характеристик и большей устойчивости при эксплуатации с более высокой полезной нагрузкой и полете на более низких скоростях. [5]
Fenestron обычно сочетается с более крупным вертикальным стабилизатором, который также выполняет функцию компенсации крутящего момента; эта конфигурация снижает износ лопастей Fenestron и системы трансмиссии , что, в свою очередь, приводит к экономии на обслуживании. [11] Кроме того, принятие блоков большего диаметра, хотя и создает некоторые инженерные проблемы, обычно повышает их эффективность и снижает их требования к мощности. [15] Усовершенствованные реализации Fenestron снабжены статорами и регулируемыми грузами для оптимизации лопастей с целью снижения требуемой мощности и прилагаемых нагрузок управления шагом. В 2010-х годах Airbus Helicopters заявила, что ожидает дальнейшего совершенствования конструкции Fenestron, чтобы она соответствовала винтокрылым аппаратам с увеличивающейся грузоподъемностью и позволяла внедрять дополнительные инновации в этой области. [2]
Благодаря многочисленным слияниям Sud Aviation и Airbus Helicopters, значительное количество легких, средних и средних вертолетов использовали Fenestron в качестве рулевого винта с противодействием крутящему моменту. Такие реализации можно найти во 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 ), и увеличенный EC155 (более широкая, тяжелая и более продвинутая версия серии AS365 N/N3). [15]
Помимо Airbus Helicopters и его предшественников, другие компании также использовали противовращающие устройства Fenestron. Одним из таких вертолетов был американский Boeing/Sikorsky RAH-66 Comanche , малозаметный разведывательный вертолет, постройка которого была отменена в 2004 году. Другим примером является Sikorsky S-67 Blackhawk , на котором в 1974 году Fenestron использовался в испытательных целях в течение 29 летных часов. [16] Он был снят в августе того же года. Канальные хвостовые винты также использовались в российском вертолете средней грузоподъемности Камов Ка-60 , [17] а также на разведывательном вертолете японских военных 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 Harbin Aircraft Industry Group использует Fenestron в разведывательно-ударном вертолете Z-19 . Американская Bell Textron в вертолете Bell 360 Invictus предложила конструкцию, предназначенную для удовлетворения требований армии США к будущему ударно-разведывательному самолету .
.jpg/1280px-Eurocopter_EC-135_T1_SAMU_Lorraine_(3892652583).jpg)
Недостатки фенестрона те же, что и у всех канальных вентиляторов по сравнению с пропеллерами. Они включают в себя:
