Еще в 1950-х годах композитные материалы, армированные стекловолокном, использовались в не-несущих-компонентах конструкций фюзеляжа вертолета, таких как обтекатели и смотровые люки, но их применение было очень ограниченным.
Прорыв в применении композиционных материалов в вертолетах произошел в 1960-х годах. В то время как срок службы металлических лопастей ротора обычно не превышает 2000 часов, композитные лопасти могут достигать более 6000 часов или даже иметь неограниченный срок службы и могут обслуживаться «по-требованию». Это не только повышает безопасность вертолета, но и значительно снижает общую стоимость срока службы лопастей, что приводит к значительной экономической выгоде. Простой и удобный--процесс формования и отверждения композиционных материалов, а также настраиваемый расчет прочности и жесткости (включая характеристики демпфирования) позволяют более эффективно улучшать аэродинамическую форму и оптимизировать лопасти несущего винта, а также оптимизировать динамику конструкции несущего винта. Начиная с 1970-х годов исследования новых аэродинамических профилей привели к созданию серии высокоэффективных-профилей с лопастями несущего винта для вертолетов. Эти новые профили характеризуются переходом от симметричных к полностью изогнутым и асимметричным профилям, что значительно увеличивает максимальный коэффициент подъемной силы и критическое число Маха, снижает коэффициент лобового сопротивления и сохраняет относительно стабильный коэффициент момента. Усовершенствования формы кончиков несущего винта: от прямоугольных до стреловидных, сужающихся, параболических, стреловидных вниз-концов, обращенных вниз, до усовершенствованных тонких стреловидных законцовок BRP, значительно улучшили распределение аэродинамической нагрузки, вихревые помехи, вибрационные и шумовые характеристики лопастей, а также увеличили эффективность несущего винта.
Кроме того, конструкторы провели междисциплинарный комплексный проект оптимизации аэродинамики лопастей винта и динамики конструкции, объединив проект оптимизации композитных материалов с проектом оптимизации ротора, достигнув целей оптимизации производительности лопастей, снижения вибрации и снижения шума. В результате в конце 1970-х годов почти все вновь разработанные вертолеты использовали лопасти из композитного материала, а старые модели металлических лопастей были заменены и модернизированы лопастями из композитного материала, что позволило добиться весьма значительных результатов.
Основными соображениями по использованию композиционных материалов в конструкциях планера вертолетов являются: вертолеты имеют сложные криволинейные поверхности, но структурная нагрузка не очень велика, что делает их пригодными для обработки и формования композиционных материалов для повышения устойчивости к структурным повреждениям и обеспечения безопасного и надежного использования; как транспортные, так и ударные вертолеты требуют использования композиционных материалов для снижения веса конструкции планера; и существует потребность в -устойчивых к ударам-энергопоглощающих конструкциях и в конструкции скрытых конструкций.
Композитные материалыПервоначально используются в конструкциях фюзеляжа, таких как хвостовая балка, вертикальное оперение и горизонтальное оперение, в первую очередь для снижения веса и потому, что сложные изогнутые поверхности, такие как воздуховодное вертикальное оперение, легче формовать с использованием композитных материалов. Композитные материалы также используются в ударостойких-и энергопоглощающих конструкциях-с целью снижения веса. Однако для легких вертолетов с простой конструкцией, низкими нагрузками и тонкими стенками использование композитных материалов не обязательно может быть экономичным.
