Već pedesetih godina prošlog stoljeća,kompoziti ojačani staklenim vlaknimakorišteni su u nenosećim komponentama trupa helikoptera, kao što su oplate i inspekcijski otvori, iako je njihova primjena bila prilično ograničena.
Revolucionarni napredak u kompozitnim materijalima za helikoptere dogodio se 1960-ih uspješnim razvojem rotorskih lopatica od kompozita ojačanih staklenim vlaknima. To je pokazalo izvanredne prednosti kompozita - vrhunsku čvrstoću na zamor, višestruki prijenos opterećenja, karakteristike sporog širenja pukotina i jednostavnost kompresijskog oblikovanja - koje su u potpunosti ostvarene u primjeni rotorskih lopatica. Inherentne slabosti kompozita ojačanih vlaknima - niska međuslojna čvrstoća na smicanje i osjetljivost na čimbenike okoline - nisu negativno utjecale na dizajn ili primjenu rotorskih lopatica.
Dok metalne lopatice obično imaju vijek trajanja koji ne prelazi 2000 sati, kompozitne lopatice mogu postići vijek trajanja veći od 6000 sati, potencijalno neograničen, i omogućuju održavanje na temelju stanja. To ne samo da povećava sigurnost helikoptera, već i značajno smanjuje troškove cijelog životnog ciklusa lopatica, što donosi značajne ekonomske koristi. Jednostavan i jednostavan proces kompresijskog oblikovanja i vulkanizacije za kompozite, u kombinaciji s mogućnošću prilagođavanja čvrstoće, krutosti (uključujući karakteristike prigušenja), omogućuje učinkovitija poboljšanja aerodinamičkog profila i optimizacije u dizajnu lopatica rotora, kao i optimizaciju dinamike strukture rotora. Od 1970-ih, istraživanje novih aerodinamičnih profila dalo je niz visokoučinkovitih profila lopatica helikoptera. Ovi novi aerodinamični profili imaju prijelaz od simetričnih do potpuno zakrivljenih, asimetričnih dizajna, postižući značajno povećane maksimalne koeficijente uzgona i kritične Machove brojeve, smanjene koeficijente otpora i minimalne promjene koeficijenata momenta. Poboljšanja oblika vrhova lopatica rotora - od pravokutnih do zakrivljenih, suženih vrhova; parabolični zakrivljeni vrhovi prema dolje; do naprednih tankih BERP vrhova - znatno su poboljšali raspodjelu aerodinamičkog opterećenja, interferenciju vrtloga, vibracije i karakteristike buke, čime se povećava učinkovitost rotora.
Štoviše, dizajneri su implementirali multidisciplinarnu integriranu optimizaciju aerodinamike i strukturne dinamike lopatica rotora, kombinirajući optimizaciju kompozitnih materijala s optimizacijom dizajna rotora kako bi postigli poboljšane performanse lopatica i smanjenje vibracija/buke. Posljedično, do kraja 1970-ih, gotovo svi novorazvijeni helikopteri usvojili su kompozitne lopatice, dok je naknadna ugradnja metalnih lopatica na kompozitne dala izvanredno učinkovite rezultate.
Primarni razlozi za primjenu kompozitnih materijala u konstrukcijama helikoptera uključuju: složene zakrivljene površine vanjskih dijelova helikoptera, zajedno s relativno niskim strukturnim opterećenjem, što ih čini pogodnima za izradu kompozita kako bi se poboljšala tolerancija na strukturna oštećenja i osigurao siguran i pouzdan rad; zahtjev za smanjenjem težine konstrukcija i za višenamjenske i za jurišne helikoptere; te zahtjeve za konstrukcijama koje apsorbiraju udar i stealth dizajnom. Kako bi se zadovoljile te potrebe, Institut za istraživanje primijenjene tehnologije u zrakoplovstvu američke vojske osnovao je 1979. godine Program naprednih kompozitnih konstrukcija zrakoplova (ACAP). Od 1980-ih, kada su helikopteri poput Sikorsky S-75, Bell D292, Boeing 360 i europskog MBB BK-117 s potpuno kompozitnim konstrukcijama zrakoplova započeli probne letove, do uspješne integracije kompozitnih krila i trupa V-280 od strane Bell Helicopter-a 2016. godine, razvoj helikoptera s potpuno kompozitnim konstrukcijama zrakoplova značajno je napredovao. U usporedbi s referentnim zrakoplovima od aluminijske legure, kompozitni trupovi pružaju značajne prednosti u težini trupa, troškovima proizvodnje, pouzdanosti i održavanju, ispunjavajući ciljeve ACAP programa kako je navedeno u Tablici 1-3. Slijedom toga, stručnjaci tvrde da zamjena aluminijskih trupova kompozitnim konstrukcijama ima značaj usporediv s prijelazom s drveno-tkaninskih trupova na metalne konstrukcije 1940-ih.
Naravno, opseg upotrebe kompozitnih materijala u konstrukcijama zrakoplova usko je povezan sa specifikacijama dizajna helikoptera (metrikama performansi). Trenutno, kompozitni materijali čine 30% do 50% težine konstrukcije zrakoplova u srednjim i teškim jurišnim helikopterima, dok vojni/civilni transportni helikopteri koriste veće postotke, dosežući 70% do 80%. Kompozitni materijali se prvenstveno koriste u komponentama trupa kao što su repna letva, vertikalni stabilizator i horizontalni stabilizator. To služi dvjema svrhama: smanjenju težine i jednostavnosti oblikovanja složenih površina poput vertikalnih stabilizatora s kanalima. Strukture koje apsorbiraju udar također koriste kompozite kako bi se postigla ušteda na težini. Međutim, za lake i male helikoptere s jednostavnijim konstrukcijama, manjim opterećenjima i tankim stijenkama, upotreba kompozita ne mora nužno biti isplativa.
Vrijeme objave: 13. veljače 2026.
