Из чего делают лопасти вертолета: простой вопрос, неочевидный ответ

Вряд ли в авиации найдется другая деталь, которая испытывала бы такие суровые нагрузки, как эти многометровые консоли.
Рома Назаров
Рома Назаров
Из чего делают лопасти вертолета: простой вопрос, неочевидный ответ
Audrix — Wikipedia
Содержание
Например, каждая лопасть тяжелого вертолета Ми-26 несет на себе вес в 7 тонн.

Поскольку винт вращается в потоке воздуха, то нагрузки, приходящиеся на лопасть, не только велики, но и очень динамичны и разнообразны – скручивающие, изгибающие, ударные. Поэтому лопасти лишь снаружи выглядят просто, а внутри устроены довольно сложно и умно.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Шаг 1. Дерево

Когда с этой проблемой столкнулись создатели самых первых вертолетов в истории, у них был небогатый выбор материалов – по сути, требуемую легкость при достаточной прочности давало только дерево. Но даже оно работало на грани, и конструкторы выходили из положения, комбинируя несколько сортов древесины.

VS-300 вертолет
Вертолет VS-300
archives.gov
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Возьмем исторический VS-300 Игоря Сикорского. Основой лопастей его несущего винта были лонжероны из ели. Передняя кромка была выклеена из слоев ели, бальзы и красного дерева. Задний винт выклеили из листов тополя и клена.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Шаг 2. Металл

Недостаток древесины в том, что ее свойства всегда слегка гуляют, поэтому из нее трудно сделать две совершенно одинаковые вещи — это создает проблемы с симметричностью винта. Поэтому вертолетостроители довольно быстро перешли на металлы. Первым цельнометаллические лопасти получил экспериментальный вертолет с двумя соосными винтами Hiller XH-44.

Снова пришлось комбинировать разные сплавы, чтобы получить нужные свойства – титан, алюминий, магний, сталь.

Экспериментальный вертолет Hiller XH-44 ajnj
Экспериментальный вертолет Hiller XH-44
gallery.vtol.org
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Шаг 3. Композиты

Задолго до того, как стеклопластик и углепластик начали широко применять в производстве самолетов, их достоинства оценили создатели винтокрылых аппаратов. У американского боевого вертолета AH-64 Apache, созданного полвека назад, были лопасти с каркасом из нержавеющей стали, композитной оболочкой и усиливающими вставками из полос титана. У современных вертолетов лопасти часто делают из углепластика с сотовым заполнителем.

robinson r22 helicopter
Jeroen Stroes - Wikipedia

Кроме несущей конструкции, лопасти современных вертолетов имеют некоторые встроенные системы: противообледенительную, а также датчики, чтобы следить за состоянием лопастей и вовремя отследить появление усталостных трещин.