Fenestron - Fenestron

En visning av EC120Bs tailboom og fenestron anti-moment hale vifte

En Fenestronen (noen ganger alternativt betegnet som en vifteformet eller en "fan-i-fin" anordning) er en lukket helikopterets halerotor som fungerer som en vifte med kanalforbindelse . Begrepet Fenestron er et varemerke for multinasjonale helikopterproduksjonskonsortier Airbus Helicopters (tidligere kjent som Eurocopter ). Selve ordet kommer fra det oksitanske uttrykket for et lite vindu , og kommer til slutt fra det latinske ordet fenestra for vindu .

Fenestron skiller seg fra en konvensjonell åpen halerotor ved å være integrert i halebommen, og i likhet med den konvensjonelle halerotoren som den erstatter, fungerer den for å motvirke dreiemomentet som genereres av hovedrotoren . Mens konvensjonelle halerotorer vanligvis har to eller fire blad, har Fenestrons mellom syv og atten blad; disse kan ha variabel vinkelavstand slik at støyen fordeles over forskjellige frekvenser. Ved å plassere viften i en kanal oppnås flere distinkte fordeler i forhold til en konvensjonell halerotor, for eksempel en reduksjon i tapvirveltap , potensialet for betydelig støyreduksjon, samtidig som den beskytter både selve rotoren mot kollisjonsskader og bakkepersonell mot faren ved en tradisjonell roterende rotor.

Det ble først utviklet for bruk på en operasjonell rotorcraft av det franske selskapet Sud Aviation (nå en del av Airbus Helicopters ), og ble først vedtatt på Aérospatiale Gazelle . Siden den gang har selskapet (og dets etterfølgere) installert fenestrons på mange av sine helikoptre. Andre produsenter har også gjort begrenset bruk av Fenestron på noen av sine egne produkter, inkludert det amerikanske luftfartsselskapet Bell Textron og Boeing , den russiske rotorprodusenten Kamov , Chinese Harbin Aircraft Industry Group og det japanske konglomeratet Kawasaki Heavy Industries .

Historie

En SA 342M Gazelle fra den franske hærens lette luftfart (ALAT), det første Fenestron-utstyrte helikopteret som kom i produksjon

Fenestron på et Kawasaki OH-1 rekognoseringshelikopter

Fenestron på en Kamov Ka-60 på MAKS Air Show, 2009

Konseptet med Fenestronen ble først patentert i Storbritannia av Glaswegian ingeniørselskapet G. & J. Weir Ltd . Det ble designet av den britiske luftfartsingeniøren C. G. Pullin som en forbedring av helikoptre i britisk patentnummer 572417, og er registrert som arkivert i løpet av mai 1943. På den tiden hadde Weir deltatt i utviklingsarbeid for Cierva Autogiro Company , som var den holdingselskap for patentet. I konseptet skulle oppfinnelsen fungere som en levedyktig erstatning for det konvensjonelle halerotorarrangementet, med sikte på å produsere forbedringer både i sikkerhet og ytelse på slike utstyrte rotorskip. Imidlertid ville dette tidlige arbeidet i Storbritannia ikke direkte føre til at noen utgitte produkter fra Cierva benytter seg av denne innovasjonen. I stedet ville Fenestron bare bli videreutviklet i løpet av 1960 -årene av et ikke -relatert selskap.

Fenestron ble først praktisk talt brukt av den franske flyprodusenten Sud Aviation , som hadde bestemt seg for å introdusere den på den andre eksperimentelle modellen av deres SA 340 i utvikling (den første prototypen hadde blitt utstyrt med en konvensjonell anti-dreiemotorrotor). SA 340's fenestron ble designet av den franske aerodynamikeren Paul Fabre; uvanlig, denne enheten hadde sitt fremrykkende blad satt på toppen i strid med konvensjonell praksis, men dette var begrunnet med liten innvirkning på dette helikopteret. Utstyrt tilsvarende, den 12. april 1968, ble SA 340 det første rotorfartøyet som fløy med en Fenestron -haleenhet. Etter å ha blitt fastslått å ha vært tilfredsstillende, ble denne halenheten beholdt og ble satt i produksjon på en raffinert modell av rotorfartøyet, som ble betegnet Aérospatiale SA 341 Gazelle .

Over tid har designet og ytelsen til Fenestron blitt forbedret av Sud Aviation og dets etterfølgerbedrifter, så vel som av andre selskaper. I slutten av 1970-tallet, Aerospatiale (som Sud Aviation hadde smeltet til) lansert en andre generasjon all sammensatte enhet; den inneholdt først og fremst en reversering av bladets rotasjonsretning, samt bruk av en kanal med 20 prosent større diameter for større effektivitet. Denne enheten ble montert på Aérospatiale SA 360 Dauphin , sammen med den mer vellykkede AS365 Dauphin -modellen og dens derivater. Mens ytterligere flyforsøk ble utført med en enda større Fenestron på et SA 330 Puma mediumheis helikopter rundt samme tidsramme, ble det konkludert med at det var praktiske grenser for hvor stort et helikopter en slik konfigurasjon ville passe til, og produksjonseksempler på Puma beholdt en konvensjonell halerotor i stedet.

I løpet av 1990-årene ble en tredje generasjon Fenestron produsert av Eurocopter (Aérospatiales multinasjonale etterfølger), utstyrt med blad med ujevnt mellomrom for å optimalisere støynivået; Denne enheten ble først montert på selskapets EC135 helikopter, og ble senere innlemmet i design av EC130 og EC145 , sistnevnte som har opprinnelig blitt produsert for over et tiår med en konvensjonell halerotor. I løpet av 2010-årene utviklet den multinasjonale helikopterprodusenten Airbus Helicopters (en ny merkevareversjon av Eurocopter-enheten) Fenestron videre for sin nye H160 , et mellomstore rotorskip; i denne revisjonen ble viftekanalen med vilje skrått med 12 grader for å oppnå forbedret ytelse og større stabilitet når den ble betjent med høyere nyttelast og fløyet med lavere hastigheter.

En Fenestron er normalt sammenkoblet med en større vertikal stabilisatorenhet som også utfører rollen som å kompensere for dreiemoment; denne konfigurasjonen har effekten av å redusere slitasje på Fenestron -bladene og overføringssystemet , noe som igjen fører til vedlikeholdsbesparelser. Videre øker bruk av enheter med større diameter, men noen tekniske utfordringer, normalt deres effektivitet og reduserer strømbehovet. Avanserte implementeringer av Fenestron er utstyrt med statorer og justerbare vekter for å optimalisere bladene for å redusere effekten og kreve kontrollbelastninger. I løpet av 2010 -årene uttalte Airbus Helicopters at det forventet at designet til Fenestron fortsatte å bli forbedret, for å passe til rotorfly med økende tonnasjer og for å gjøre ytterligere innovasjoner i feltet.

Gjennom flere fusjoner fra Sud Aviation til Airbus Helicopters, har et betydelig antall lette, mellomliggende og middels tunge helikoptre brukt Fenestron som en antirom. Slike implementeringer finnes på mange av Eurocopters helikopterprogram, for eksempel Eurocopter EC120 Colibri , EC130 ECO Star , EC135 (og EC635 , den militære versjonen av EC135), EC145 , AS365 N/N3 Dauphin (også bygget som HH -65 Dolphin , en dedikert variant som brukes av United States Coast Guard , og den lisensbygde Harbin Z-9 ), og den forstørrede EC155 (en bredere, tyngre og mer avansert versjon av AS365 N/N3-serien).

Andre enn Airbus-helikoptre og forgjengerne, har andre selskaper også benyttet Fenestron-antimomentordninger. Et slikt rotorskip var den amerikanske Boeing/Sikorsky RAH-66 Comanche , et skjult luftrekognoseringshelikopter som ble avlyst i 2004. Ducted fan tail tail rotors har også blitt brukt i det russiske Kamov Ka-60 mellomløftende helikopteret, og også på det japanske militærets Kawasaki OH-1 Ninja rekognoseringsrotor. Den franske lyshelikopterprodusenten Hélicoptères_Guimbal har også brukt en Fenestron til Guimbal Cabri G2 , en kompakt frem- og tilbakegående motordrevet rotor. Chinese Harbin Aircraft Industry Group bruker Fenestron i Z-19 rekognosering/angrepshelikopter. Amerikanske Bell Textron i Bell 360 Invictus foreslo helikopterdesign beregnet på å oppfylle kravene i USAs hær for et fremtidig angrepsfly .

Fordeler

Detalj av pitch control -mekanismen til en EC135 fenestron

• Økt sikkerhet for mennesker på bakken fordi kabinettet gir perifer beskyttelse;
• Sterkt redusert støy og vibrasjon på grunn av innkapslingen av bladspissene og et større antall blader;
• En nedgang i strømbehovet under cruisefasen av flyreisen.
• Vanligvis lettere og mindre enn konvensjonelle kolleger.
• En lavere følsomhet for skade på fremmedlegemer fordi innkapslingen gjør det mindre sannsynlig å suge inn løse gjenstander som små steiner;
• Forbedret effektivitet mot dreiemomentkontroll og reduksjon i pilotarbeidsmengde.
• Redusert sjanse for at halerotoren forårsaker ulykker fordi den ikke kan ramme miljøet.

Ulemper

Fenestrons ulemper er de som er vanlige for alle kanalventilatorer sammenlignet med propeller. De inkluderer:

• Større vekt, effektbehov og luftmotstand brakt av kabinettet;
• Høyere bygge- og innkjøpskostnader.
• Økning i kraft som kreves under flyvningens svingfase.

Se også

• NOTAR

Referanser

Merknader

Sitater

Bibliografi

Eksterne linker

• Dave's All the World Fenestrons