Fenestron - Fenestron

Widok wysięgnika ogonowego EC120B i wentylatora ogonowego fenestron równoważącego moment obrotowy

Fenestron (czasami określanego jako rufie lub „wachlarzowy” fin w układzie) jest zamknięty śmigłowca ogonowe , który działa jak kanałowych wentylatora . Termin Fenestron jest znakiem towarowym międzynarodowego konsorcjum produkującego śmigłowce Airbus Helicopters (wcześniej znanego jako Eurocopter ). Samo słowo pochodzi od prowansalskiego terminu oznaczającego małe okno i ostatecznie pochodzi od łacińskiego słowa fenestra oznaczającego okno .

Fenestron różni się od konwencjonalnego otwartego śmigła ogonowego, ponieważ jest integralnie umieszczony w wysięgniku i podobnie jak konwencjonalny śmigło ogonowe, które zastępuje, działa w celu przeciwdziałania momentowi obrotowemu generowanemu przez śmigło główne . Podczas gdy konwencjonalne śmigła ogonowe mają zazwyczaj dwie lub cztery łopatki, Fenestrony mają od siedmiu do osiemnastu łopatek; mogą mieć zmienne odstępy kątowe, dzięki czemu hałas jest rozłożony na różne częstotliwości. Umieszczając wentylator w kanale, uzyskuje się kilka wyraźnych zalet w porównaniu z konwencjonalnym śmigłem ogonowym, takich jak zmniejszenie strat wirów na końcówce , możliwość znacznej redukcji hałasu, a także ochrona zarówno samego śmigła ogonowego przed uszkodzeniami w wyniku kolizji, jak i personelu naziemnego przed zagrożenie stwarzane przez tradycyjny wirujący rotor.

Po raz pierwszy został opracowany do użytku na wiropłatach przez francuską firmę Sud Aviation (obecnie część Airbus Helicopters ), po raz pierwszy przyjęty na Aérospatiale Gazelle . Od tego czasu firma (i jej następcy) zainstalowała fenestrony w wielu swoich śmigłowcach. Inni producenci również w ograniczonym stopniu wykorzystywali Fenestron w niektórych swoich produktach, w tym amerykańska korporacja lotnicza Bell Textron i Boeing , rosyjski producent wiropłatów Kamov , chińska Harbin Aircraft Industry Group i japoński konglomerat Kawasaki Heavy Industries .

Historia

SA 342M Gazelle Lekkiego Lotnictwa Armii Francuskiej (ALAT), pierwszy śmigłowiec wyposażony w Fenestron, który wszedł do produkcji

Fenestron na śmigłowcu rozpoznawczym Kawasaki OH-1

Fenestron na Kamov Ka-60 na MAKS Air Show, 2009

Koncepcja fenestron raz pierwszy opatentowany w Wielkiej Brytanii przez Glaswegian firmy inżynierskiej G. & J. Weir Ltd . Został zaprojektowany przez brytyjskiego inżyniera lotnictwa C.G. Pullina jako ulepszenie śmigłowców w brytyjskim patencie nr 572417 i został zarejestrowany jako zgłoszony w maju 1943 roku. W tym czasie Weir brał udział w pracach rozwojowych dla firmy Cierva Autogiro , która była spółka holdingowa dla patentu. W założeniu wynalazek miał funkcjonować jako realny zamiennik konwencjonalnego układu śmigła ogonowego, mając na celu poprawę zarówno bezpieczeństwa, jak i osiągów tak wyposażonego wiropłatu. Jednak ta wczesna praca w Wielkiej Brytanii nie doprowadziłaby bezpośrednio do wypuszczenia na rynek żadnego produktu Cierva wykorzystującego tę innowację. Zamiast tego Fenestron był rozwijany dopiero w latach 60. XX wieku przez niepowiązaną firmę.

Po raz pierwszy Fenestron został praktycznie zastosowany przez francuskiego producenta samolotów Sud Aviation , który zdecydował się wprowadzić go na drugi eksperymentalny model swojego będącego w fazie rozwoju SA 340 (pierwszy prototyp był wyposażony w konwencjonalny przeciwobrotowy śmigło ogonowe). Fenestron SA 340 został zaprojektowany przez francuskiego aerodynamika Paula Fabre; wyjątkowo, ta jednostka miała wysuniętą do przodu łopatę ustawioną na górze wbrew konwencjonalnym praktykom, ale uznano, że ma to niewielki wpływ na ten konkretny śmigłowiec. Odpowiednio wyposażony, 12 kwietnia 1968 r. SA 340 stał się pierwszym wiropłatem, który latał na ogonie Fenestron. Po ustaleniu, że był zadowalający, ta jednostka ogonowa została zachowana i została wprowadzona do produkcji na udoskonalonym modelu wiropłatu, który został oznaczony jako Aérospatiale SA 341 Gazelle .

Z biegiem czasu projekt i osiągi Fenestronu zostały ulepszone przez Sud Aviation i jego następcy, a także przez inne firmy. Pod koniec lat 70. Aérospatiale (w którym połączyło się Sud Aviation) uruchomiło całkowicie kompozytową jednostkę drugiej generacji ; przede wszystkim cechowała się odwróceniem kierunku obrotu łopaty, a także przyjęciem kanału o 20 procent większej średnicy dla większej wydajności. Jednostka ta została zamontowana na Aérospatiale SA 360 Dauphin wraz z bardziej udanym modelem AS365 Dauphin i jego pochodnymi. Podczas gdy dalsze eksperymenty w locie prowadzono przy użyciu jeszcze większego Fenestronu na śmigłowcu SA 330 Puma o średnim udźwigu w tym samym czasie, stwierdzono, że istnieją praktyczne ograniczenia co do tego, jak duży śmigłowiec może być dostosowany do takiej konfiguracji, a przykłady produkcji Puma zachowała zamiast tego konwencjonalny śmigło ogonowe.

W latach 90. firma Eurocopter (wielonarodowy następca Aérospatiale) wyprodukowała trzecią generację Fenestron , wyposażoną w nierówno rozmieszczone łopaty w celu optymalizacji poziomu hałasu; Jednostka ta została po raz pierwszy zamontowana na firmowym śmigłowcu EC135 , a później została włączona do projektów EC130 i EC145 , z których ten ostatni był oryginalnie produkowany przez ponad dekadę z konwencjonalnym śmigłem ogonowym. W 2010 roku, międzynarodowy producent śmigłowców Airbus Helicopters (przemianowana wersja podmiotu Eurocopter) dalej rozwijał Fenestrona dla swojego nowego H160 , średniej wielkości wiropłatu; w tej wersji kanał wentylatora został celowo nachylony pod kątem 12 stopni, aby uzyskać lepszą wydajność i większą stabilność podczas pracy z większymi obciążeniami i przy niższych prędkościach.

Fenestron jest zwykle łączony z większym pionowym stabilizatorem, który pełni również rolę kompensacji momentu obrotowego; ta konfiguracja skutkuje zmniejszeniem zużycia ostrzy Fenestron i układu przeniesienia napędu , co z kolei prowadzi do oszczędności w zakresie konserwacji. Co więcej, przyjęcie jednostek o większej średnicy, stwarzające pewne wyzwania inżynieryjne, zwykle zwiększa ich wydajność i zmniejsza ich zapotrzebowanie na moc. Zaawansowane implementacje Fenestron są wyposażone w stojany i regulowane obciążniki w celu optymalizacji ostrzy w celu zmniejszenia wymaganej mocy i nałożonych obciążeń sterujących skokiem. W 2010 roku firma Airbus Helicopters oświadczyła, że ​​oczekuje dalszego udoskonalania projektu Fenestrona, aby dostosować go do wiropłatów o rosnącym tonażu i umożliwić wprowadzenie dodatkowych innowacji w terenie.

Dzięki wielokrotnym połączeniom, od Sud Aviation do Airbus Helicopters, znaczna liczba lekkich, średnich i średnich śmigłowców używała Fenestron jako śmigła ogonowego zapobiegającego momentowi obrotowemu. Takie wdrożenia można znaleźć na wielu śmigłowcach Eurocoptera, takich jak Eurocopter EC120 Colibri , EC130 ECO Star , EC135 (oraz EC635 , wojskowa wersja EC135), EC145 , AS365 N/N3 Dauphin (również budowany jako HH). -65 Dolphin , dedykowany wariant używany przez United States Coast Guard i licencyjny Harbin Z-9 ), oraz powiększony EC155 (szersza, cięższa i bardziej zaawansowana wersja serii AS365 N/N3).

Poza Airbus Helicopters i jego poprzednikami, inne firmy również wykorzystywały układy równoważące moment obrotowy Fenestron. Jednym z takich wiropłatem był amerykański Boeing / Sikorsky RAH 66 Komancz , A niewidoczne antena rozpoznawczy śmigłowca, który został anulowany 2004 kanałowych wirniki ogonowe wentylatora zostały również wykorzystane w rosyjskim Ka-60 średni podnoszenia śmigłowca, jak również w japońskim wojskowy wiropłat zwiadowczy Kawasaki OH-1 Ninja . Francuski producent lekkich helikopterów Hélicoptères_Guimbal również zastosował Fenestron w swoim Guimbal Cabri G2 , kompaktowym wiropłatu napędzanym silnikiem tłokowym. Chiński koncern lotniczy Harbin Aircraft Industry Group używa Fenestrona w śmigłowcu rozpoznawczym/ szturmowym Z-19 . Amerykański Bell Textron w Bell 360 Invictus zaproponował projekt śmigłowca, który miał spełnić wymagania armii Stanów Zjednoczonych dla przyszłego samolotu rozpoznania szturmowego .

Zalety

Szczegóły mechanizmu regulacji wysokości tonu fenestronu EC135

• Zwiększone bezpieczeństwo osób przebywających na ziemi, ponieważ obudowa zapewnia ochronę peryferyjną;
• Znacznie zmniejszony hałas i wibracje dzięki obudowie końcówek ostrzy i większej liczbie ostrzy;
• Spadek zapotrzebowania na moc w fazie przelotu.
• Zazwyczaj lżejsze i mniejsze niż konwencjonalne odpowiedniki.
• Niższa podatność na uszkodzenia ciałami obcymi, ponieważ obudowa zmniejsza prawdopodobieństwo zassania luźnych obiektów, takich jak małe kamienie;
• Zwiększona skuteczność kontroli momentu obrotowego i zmniejszenie obciążenia pilota.
• Zmniejszona szansa, że ​​śmigło ogonowe spowoduje wypadki, ponieważ nie może uderzyć w środowisko.

Niedogodności

Wady Fenestrona są wspólne dla wszystkich wentylatorów kanałowych w porównaniu do śmigieł. Zawierają:

• Większa waga, zapotrzebowanie na moc i opór powietrza wniesiony przez obudowę;
• Wyższe koszty budowy i zakupu.
• Zwiększenie mocy wymaganej w fazie zawisu.

Zobacz też

• NOTARIUSZ

Bibliografia

Uwagi

Cytaty

Bibliografia

Zewnętrzne linki

• Dave's All the World Fenestrons