окно

Фенестрон . (иногда называемый веерным хвостом или устройством «веер в плавнике») ^{[ 1 ]}) представляет собой закрытый вертолета хвостовой винт , 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 . ^{[ № 1 ]} и в конечном итоге происходит от латинского слова fenestra, означающего окно . ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}^{[ 5 ]}

Фенестрон 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 от двух до шести лопастей, 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 как самого рулевого винта от повреждений при столкновении, так и наземного персонала от повреждений. опасность, которую представляет традиционный вращающийся ротор. ^{[ 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

Фенестрон на Ка-60 на авиасалоне МАКС, 2009 г.

Концепция фенестрона была впервые запатентована в Великобритании из Глазго инжиниринговой компанией G. & J. Weir Ltd . 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 стать 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 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 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 тот же период 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 ]}

(международный преемник Aérospatiale) производила фенестрон третьего поколения В 1990-х годах компания Eurocopter , оснащенный неравномерно расположенными лопастями для оптимизации уровня шума; этот агрегат был впервые установлен на вертолете компании EC135 , а позже 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 ]} Более того, внедрение блоков большего диаметра, хотя и создает некоторые инженерные проблемы, обычно повышает их эффективность и снижает требования к мощности. ^{[ 15 ]} Усовершенствованные версии Fenestron 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 дальнейшего совершенствования конструкции Fenestron, чтобы она соответствовала винтокрылым машинам увеличивающегося тоннажа и позволяла внедрять дополнительные инновации 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 , построенный по лицензии. Harbin Z-9 ) и увеличенный EC155 (более широкая, тяжелая и совершенная 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 ]} Его сняли в августе того же года. Хвостовые винты с канальным вентилятором также использовались на российском Ка-60 . вертолете средней грузоподъемности ^{[ 17 ]} а также на 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 группа авиационной промышленности Харбина использует фенестрон в Z-19 разведывательно-ударном вертолете . Американский Bell Textron в Bell 360 Invictus предложил конструкцию вертолета, призванную удовлетворить требования армии США к будущему ударному разведывательному самолету .

Преимущества

Повышенная безопасность для людей на земле, поскольку корпус обеспечивает периферийную защиту. ^{[ 5 ]}^{[ 18 ]}
Значительное снижение шума и вибрации благодаря закрытию кончиков лезвий и большему количеству лезвий. ^{[ 5 ]}^{[ 18 ]}
Снижение требований к мощности на крейсерском этапе полета. ^{[ 19 ]}
Обычно легче и меньше обычных аналогов. ^{[ 20 ]}^{[ 9 ]}^{[ Н 2 ]}
Меньшая восприимчивость к повреждению посторонними предметами , поскольку корпус снижает вероятность засасывания незакрепленных предметов, таких как небольшие камни. ^{[ 12 ]}
Повышенная эффективность управления противотормозным моментом и снижение нагрузки на пилота. ^{[ 22 ]}
Уменьшена вероятность того, что рулевой винт станет причиной несчастного случая, поскольку он не может нанести вред окружающей среде.

Недостатки

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

Больший вес, ^{[ 23 ]} потребность в мощности, ^{[ 24 ]} и сопротивление воздуха, создаваемое корпусом;
Более высокая стоимость строительства и приобретения. ^{[ 19 ]}
Увеличение мощности, необходимой на этапе зависания в полете. ^{[ 19 ]}

См. также

ПОЛЬЗОВАТЕЛИ

Ссылки

Примечания

↑ 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 ]}
^ 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

^ Лейшман 2006, с. 321.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Колонж, Моник. «История фенестрона». Airbus Helicopters , дата обращения: 16 апреля 2018 г.
^ Праути, Рэй. Аэродинамика вертолета , Helobooks, 1985, 2004. с. 266.
^ «30 лет инноваций». fenestron.com . ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Хубер, Майк. «Фенестрону исполняется 50 лет». AIN Online , 12 апреля 2018 г.
^ Корда 2017, стр. 33–34.
^ Лейшман 2006, с. 324.
^ «Номер публикации: 572417 — Усовершенствования вертолетов». Patentscope.wipo.int , 24 мая 1943 г.
^ Jump up to: ^а ^б Прути 2009, с. 266.
^ Лейшман 2006, с. 43.
^ Jump up to: ^а ^б Прути 2009, с. 267.
^ Jump up to: ^а ^б ^с «Кабри Г2 Фенестрон». Архивировано 17 апреля 2018 г. на сайте Wayback Machine Collegeaviationgrade.com , дата обращения: 16 апреля 2018 г.
^ «Фенестрон, Происхождение: Эпизод первый». Airbus Helicopters , 12 апреля 2018 г.
^ «Новый EC145 T2 Airbus Helicopters сертифицирован». Архивировано 19 апреля 2018 г. в Wayback Machine Airbus Helicopters , 17 апреля 2014 г.
^ Jump up to: ^а ^б Прути, 2009 г., стр. 266–267.
^ Апостол 1984, с. 89.
^ Лейшман 2006, с. 46.
^ Jump up to: ^а ^б Gey 2004, p. 180.
^ Jump up to: ^а ^б ^с Ньюман 2005, ^{[ нужна страница ]}
^ Лейшман 2006, стр. 315, 321.
^ «Испытания экранированных роторов на висении и в аэродинамической трубе для улучшения конструкции микровоздушных транспортных средств» . стр. 65–66. Университет Мэриленда , 2008 г. Дата обращения: 15 марта 2013 г.
^ «Больше инноваций с фирменным хвостовым винтом Eurocopter». Архивировано 17 апреля 2018 г. в Wayback Machine . Airbus Helicopters, 8 марта 2011 г.
^ Корда 2017, с. 34.
^ Джонсон 2013, с. 282.

Библиография

Корда, Стивен. Введение в аэрокосмическую технику с точки зрения летных испытаний. Джон Уайли и сыновья, 2017. ISBN 1-1189-5338-X .
Гей, Дэниел. Композиционные материалы: дизайн и применение. ЦРК Пресс, 2014. ISBN 1-4665-8487-4 .
Джонсон, Уэйн. «Аэромеханика винтокрылых машин». Издательство Кембриджского университета, 2013. ISBN 1-1073-5528-1 .
Лейшман, Гордон Л. «Принципы аэродинамики вертолета». Издательство Кембриджского университета, 2006. ISBN 0-5218-5860-7 .
Ньюман, Рон. Технические, аэродинамические и эксплуатационные аспекты вертолета. КнигаБэби, 2015. ISBN 1-4835-5878-9 .
Праути, Рэй. Аэродинамика вертолета, том I. Lulu.com, 2009. ISBN 0-5570-8991-3 .

Внешние ссылки

Фенестроны Дэйва по всему миру

[3] 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 ]}

[23] 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 ]}

[leish_321-1] Лейшман 2006, с. 321.

[col_mon-2] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Колонж, Моник. «История фенестрона». Airbus Helicopters , дата обращения: 16 апреля 2018 г.

[ha266-4] Праути, Рэй. Аэродинамика вертолета , Helobooks, 1985, 2004. с. 266.

[5] «30 лет инноваций». fenestron.com . ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}

[fen_50-6] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Хубер, Майк. «Фенестрону исполняется 50 лет». AIN Online , 12 апреля 2018 г.

[7] Корда 2017, стр. 33–34.

[leish_324-8] Лейшман 2006, с. 324.

[9] «Номер публикации: 572417 — Усовершенствования вертолетов». Patentscope.wipo.int , 24 мая 1943 г.

[prouty_266-10] Jump up to: ^а ^б Прути 2009, с. 266.

[leish_43-11] Лейшман 2006, с. 43.

[prouty_267-12] Jump up to: ^а ^б Прути 2009, с. 267.

[coll_avde-13] Jump up to: ^а ^б ^с «Кабри Г2 Фенестрон». Архивировано 17 апреля 2018 г. на сайте Wayback Machine Collegeaviationgrade.com , дата обращения: 16 апреля 2018 г.

[14] «Фенестрон, Происхождение: Эпизод первый». Airbus Helicopters , 12 апреля 2018 г.

[15] «Новый EC145 T2 Airbus Helicopters сертифицирован». Архивировано 19 апреля 2018 г. в Wayback Machine Airbus Helicopters , 17 апреля 2014 г.

[prouty_266_267-16] Jump up to: ^а ^б Прути, 2009 г., стр. 266–267.

[Apostolo_p89-17] Апостол 1984, с. 89.

[leish_46-18] Лейшман 2006, с. 46.

[gay_180-19] Jump up to: ^а ^б Gey 2004, p. 180.

[newman_pageless-20] Jump up to: ^а ^б ^с Ньюман 2005, ^{[ нужна страница ]}

[21] Лейшман 2006, стр. 315, 321.

[22] «Испытания экранированных роторов на висении и в аэродинамической трубе для улучшения конструкции микровоздушных транспортных средств» . стр. 65–66. Университет Мэриленда , 2008 г. Дата обращения: 15 марта 2013 г.

[24] «Больше инноваций с фирменным хвостовым винтом Eurocopter». Архивировано 17 апреля 2018 г. в Wayback Machine . Airbus Helicopters, 8 марта 2011 г.

[25] Корда 2017, с. 34.

[26] Джонсон 2013, с. 282.

[ 1 ]

[ № 1 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 2 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ Н 2 ]

[ 22 ]

[ 23 ]

[ 24 ]

[ 21 ]