Вертолёт, 2003 № 03 (Журнал «Вертолёт») - страница 8
Приоритет ОКБ Камова в создании конструкции и способа изготовления лопастей из полимерных композиционных материалов подтвержден авторским свидетельством № 431733 от 27 мая 1963 года. Впоследствии были получены патенты в пяти ведущих в области авиации странах: США, Англии, Франции, Германии и Италии.
Рис. 1. Варианты конструкции стеклопластиковых лопастей
>Показатель | >Сталь | >Алюминиевый сплав АВАТ | >Стеклопластик Э | >Стеклопластик ЭФ 32-301 | >Стеклопластик | >Углепластик |
>Плотность ρ, г/см³ | >7,85 | >2,8 | >1,85 | >1,85 | >1,95 | >1,4 |
>Предел прочности σ-1 даН/мм² | >110 | >33 | >38 | >50 | >100 | >80 |
>Предел выносливости σ-1 даН/мм² | >30 | >6,5 | >12 | >18 | >40 | |
>Модуль упругости. даН/мм² | >21000 | >7200 | >2750 | >3500 | >5000 | >15000 |
>σ-1/ρ * 10-7, даН * см/(см²*г) | >14,0 | >11,8 | >20,5 | >27,0 | >51,3 | >57 |
>(Е/р) *10-4, даН * см/(см²*г) | >26,7 | >26,7 | >14,9 | >18,9 | >25,6 | >107,1 |
>(σ-1/Е) * 10 3 | >1,43 | >0,9 | >3,4 | >3.6 | >2,7 |
Сразу же после отработки конструкции и технологии приступили к изготовлению малой серии лопастей для уточнения заданных параметров и проведения стендовых и летных испытаний. В ходе летных испытаний вертолета с лопастями из ПКМ исследовали их влияние на тягу вертолета, распределение нагрузок и напряжений в лопастях и в элементах управления несущей системой аппарата.
Замеры напряжений в лопастях в полете и динамические испытания натурных образцов показали, что срок службы лопастей по условиям выносливости (ресурса) составляет более 5000 часов, о чем 21 февраля 1966 года Ухтомский вертолетный завод и ЦАГИ оформили «Заключение по предварительному сроку службы опытных лопастей Б-7 вертолета Ка-15 по условиям выносливости».
Благодаря большей жесткости стеклопластиковой лопасти (по сравнению с деревянной) уменьшилась ее динамическая крутка и увеличилась эффективность управления вертолетом. Летные испытания шести комплектов лопастей на вертолете при скорости до 170 км/ч показали отсутствие признаков колебаний типа «флаттер». С деревянными лопастями ЛД10-М вертолеты Ка-15 и Ка-18 имели ограничение по скорости до 130 км/ч, с лопастями Б-7 это ограничение было снято. Результаты летных испытаний одного и того же вертолета в одинаковых условиях с деревянными, металлическими и стеклопластиковыми лопастями показали: стеклопластиковые лопасти увеличивают тягу на 4,6% см. рис. 2, статический потолок – на 141%, коммерческую нагрузку – на 87,5%. Из табл. 2 видно, что экономический показатель эксплуатации стеклопластиковых лопастей в 6,7 раза выше, чем. аналогичный показатель металлических лопастей.
С 1965 года в подразделениях гражданской авиации под контролем ОКБ началась эксплуатация стеклопластиковых лопастей на вертолетах Ка-15 и Ка-18. Первые четыре комплекта наработали по 3000 часов, после чего было проведено исследование технического состояния лопастей. Оно было признано удовлетворительным, лопасти могли эксплуатироваться дальше. К концу 1970 года серийный завод в Улан-Удэ изготовил 150 комплектов стеклопластиковых лопастей, и парк вертолетов Ка-15 и Ка-18 был обеспечен этими лопастями до конца эксплуатации.