หมวดหมู่

วัสดุคอมโพสิตสำหรับเฮลิคอปเตอร์: คาร์บอนไฟเบอร์ อะรามิด และการใช้งาน

สำรวจวัสดุคอมโพสิตเรซินเสริมใยในเฮลิคอปเตอร์ รวมถึงเส้นใยคาร์บอน เส้นใยแก้ว และเส้นใยอะรามิด การใช้งานเชิงโครงสร้าง ประโยชน์ด้านประสิทธิภาพ และแนวโน้มต่างๆ

Apr 15th,2026 34 มุมมอง

สถานะการใช้งานของคอมโพสิตเรซินเสริมไฟเบอร์ รวมถึงอะรามิดในเฮลิคอปเตอร์

เชิงนามธรรม

บทความนี้จะแนะนำคุณลักษณะที่เกี่ยวข้องของคอมโพสิตที่ใช้เรซินเสริมเส้นใย ตลอดจนประเภทและคุณสมบัติของวัสดุผสมที่ใช้เรซินเสริมเส้นใยที่ใช้กันทั่วไปในเฮลิคอปเตอร์โดยจะอธิบายลักษณะโครงสร้างของเฮลิคอปเตอร์และชิ้นส่วนการใช้งานเฉพาะ และสถานะปัจจุบันของวัสดุคอมโพสิตที่ใช้เรซินเสริมเส้นใยในเฮลิคอปเตอร์มีการหารือถึงลักษณะโครงสร้าง การเลือกใช้วัสดุ และการทำงานของชิ้นส่วนการใช้งานเหล่านี้ในเฮลิคอปเตอร์ และคาดการณ์แนวโน้มการพัฒนาในอนาคตของวัสดุคอมโพสิตสำหรับเฮลิคอปเตอร์ด้วยการวิจัยแสดงให้เห็นว่าวัสดุคอมโพสิตที่ใช้เรซินเสริมแรงด้วยเส้นใยประสบความสำเร็จในการใช้งานอย่างแพร่หลายในเฮลิคอปเตอร์ เนื่องจากคุณสมบัติของวัสดุที่ดีเยี่ยม ซึ่งมีบทบาทสำคัญในความก้าวหน้าของเทคโนโลยีเฮลิคอปเตอร์

01 บทนำ

วัสดุคอมโพสิตเป็นระบบวัสดุใหม่ที่เกิดขึ้นจากการรวมวัสดุหลายชนิดที่มีคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่แตกต่างกัน เช่น โพลีเมอร์อินทรีย์ อนินทรีย์อโลหะ หรือโลหะ ผ่านกระบวนการผสม เพื่อให้ได้ขนาดและระดับโครงสร้างที่แตกต่างกัน (ด้วยกล้องจุลทรรศน์ ส่องกล้องด้วยกล้องส่องทางไกล หรือมองด้วยกล้องขนาดใหญ่) ผ่านการผสมผสานเชิงพื้นที่ที่ซับซ้อนโดยทั่วไปวัสดุคอมโพสิตจะใช้เรซิน โลหะ และเซรามิกเป็นเมทริกซ์ และใช้วัสดุเสริมแรงประสิทธิภาพสูง เช่น เส้นใย ผ้า และหนวดเป็นวัสดุเสริมแรง ซึ่งผลิตผ่านกระบวนการผสมวัสดุพิเศษวัสดุคอมโพสิตสามารถรักษาลักษณะดั้งเดิมของวัสดุที่เป็นส่วนประกอบในขณะที่ได้รับคุณสมบัติใหม่ ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในการปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของวัสดุปัจจุบัน วัสดุคอมโพสิตได้พัฒนาเป็นหนึ่งในสี่ระบบวัสดุหลักควบคู่ไปกับวัสดุโลหะ วัสดุอนินทรีย์อโลหะ และวัสดุโพลีเมอร์วัสดุคอมโพสิตมีคุณสมบัติหลายประการ เช่น ความแข็งแรงจำเพาะสูง โมดูลัสจำเพาะสูง ความถ่วงจำเพาะต่ำ น้ำหนักเบา คุณสมบัติที่ออกแบบได้ และคุณสมบัติทางเคมีที่เสถียรเมื่อนำไปใช้กับโครงสร้างของเฮลิคอปเตอร์ พวกเขาสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องบินได้อย่างมีประสิทธิภาพ รับประกันความปลอดภัยในการบิน และลดน้ำหนักของโครงสร้างได้ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของวัสดุคอมโพสิต การใช้งานและปริมาณของวัสดุคอมโพสิตขั้นสูงในส่วนสำคัญของเครื่องบินได้กลายเป็นหนึ่งในตัวบ่งชี้ที่สำคัญในการวัดความก้าวหน้าของโครงสร้างเครื่องบิน

02 วัสดุคอมโพสิตที่มีเรซินเสริมแรงด้วยไฟเบอร์

วัสดุคอมโพสิตเสริมแรงด้วยไฟเบอร์เป็นวัสดุคอมโพสิตที่เตรียมโดยกระบวนการขึ้นรูปต่างๆ เช่น การม้วน การขึ้นรูป หรือการดึงเส้นใยเสริมแรงและวัสดุเมทริกซ์เส้นใยซึ่งเป็นวัสดุเสริมแรงเป็นส่วนประกอบหลักของวัสดุคอมโพสิตที่เสริมด้วยเส้นใยเส้นใยที่ใช้มีขนาดเล็กมาก โดยทั่วไปมีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 10 μm มีข้อบกพร่องเล็กน้อย และมีความแข็งแรงและโมดูลัสสูง ทำให้เป็นชิ้นส่วนรับน้ำหนักหลักของวัสดุคอมโพสิตวัสดุเมทริกซ์มักเป็นวัสดุแข็งที่มีคุณสมบัติยืดหยุ่นหนืดและยืดหยุ่นได้ สามารถทนต่อความเครียดขนาดใหญ่และทำหน้าที่ผูกและปกป้องวัสดุเส้นใย มีบทบาทสำคัญในการรักษาความสมบูรณ์และความสม่ำเสมอของโครงสร้างคอมโพสิตวัสดุคอมโพสิตเสริมแรงด้วยไฟเบอร์มีความแข็งแรงจำเพาะสูง มีความแข็งจำเพาะสูง ประสิทธิภาพการหน่วงที่ดีและต้านทานความเมื่อยล้าได้ดี และคุณสมบัติสามารถออกแบบได้ตามความต้องการ ทำให้เป็นทางเลือกวัสดุหลักสำหรับส่วนประกอบคอมโพสิตในด้านเฮลิคอปเตอร์

วัสดุที่ใช้กันทั่วไปในเฮลิคอปเตอร์คือวัสดุผสมเรซินเสริมเส้นใย โดยที่วัสดุเสริมแรงเป็นวัสดุเส้นใยประสิทธิภาพสูง และเมทริกซ์เป็นวัสดุเรซินประสิทธิภาพสูงชนิด การวางแนว และปริมาณของเส้นใยเสริมแรงมีผลอย่างมากต่อความหนาแน่น ความแข็งแรง และความล้าของวัสดุคอมโพสิตวัสดุเสริมเส้นใยที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ คาร์บอนไฟเบอร์ ใยแก้ว และเส้นใยอะรามิดบทบาทของเมทริกซ์เรซินคือการยึดเกาะวัสดุเสริมแรงเข้าด้วยกัน ปกป้องเส้นใยจากปัจจัยทางกายภาพและเคมีภายนอก และยังขัดขวางการแพร่กระจายของรอยแตกร้าวเมื่อเส้นใยแตกหักการเลือกวัสดุเมทริกซ์เรซินจะกำหนดความเหนียว ความต้านทานต่อการเสื่อมสภาพจากความร้อนชื้น และอุณหภูมิการให้บริการของวัสดุคอมโพสิตโดยทั่วไปเมทริกซ์เรซินจะแบ่งออกเป็นประเภทเทอร์โมเซตติงและเทอร์โมพลาสติกเรซินเทอร์โมเซตติงส่วนใหญ่หมายถึงอีพอกซีเรซิน เรซินบิสมาเลอิไมด์ และเรซินโพลีอิไมด์เรซินเทอร์โมพลาสติก ได้แก่ เอทิลีน ไนลอน โพลีเตตราฟลูออโรเอทิลีน และโพลีอีเทอร์อีเทอร์คีโตน (PEEK)เรซินเทอร์โมเซตติงมีประวัติการใช้งานมายาวนาน ในขณะที่เรซินเทอร์โมพลาสติกถูกนำมาใช้ในภายหลังอย่างไรก็ตาม การพัฒนาได้รวดเร็วในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา และคุณลักษณะของวัสดุที่สามารถย้อนกลับได้หลังจากการบ่มแล้ว ช่วยปรับปรุงความสามารถในการรีไซเคิลของวัสดุคอมโพสิตได้อย่างมากปัจจุบัน วัสดุคอมโพสิตเสริมด้วยเส้นใยเทอร์โมพลาสติกถูกนำมาใช้ในเฮลิคอปเตอร์จำนวนมากในต่างประเทศบทความนี้จะแนะนำวัสดุคอมโพสิตเรซินเสริมแรงด้วยเส้นใยหลายประเภทที่ใช้กันทั่วไปในเฮลิคอปเตอร์ในปัจจุบัน

2.1 วัสดุคอมโพสิตที่มีเรซินเสริมด้วยคาร์บอนไฟเบอร์

คาร์บอนไฟเบอร์เป็นวัสดุกราไฟท์ไมโครคริสตัลไลน์ที่มีเส้นใยซึ่งมีปริมาณคาร์บอนประมาณ 95%ส่วนใหญ่ผลิตโดยการทำให้เป็นคาร์บอนและกราไฟไทซิ่งของเส้นใยอินทรีย์ที่อุณหภูมิสูงถึง 1300°C~1800°C ภายใต้การป้องกันก๊าซเฉื่อยคาร์บอนไฟเบอร์มีคุณสมบัติที่ดีเยี่ยม เช่น ความแข็งแรงสูง โมดูลัสสูง ความหนาแน่นต่ำ ไม่คืบ ทนต่ออุณหภูมิสูงในสภาพแวดล้อมที่ไม่ออกซิไดซ์ ทนต่อความล้าได้ดี ทนต่อการกัดกร่อนได้ดี และมีค่าการนำไฟฟ้าและความร้อนที่ดีปัจจุบันเป็นวัสดุเสริมแรงที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและสำคัญที่สุดในบรรดาวัสดุเหล่านั้น คอมโพสิตเมทริกซ์เรซินเสริมคาร์บอนไฟเบอร์ ซึ่งเกิดจากการรวมคาร์บอนไฟเบอร์เข้ากับวัสดุเรซิน แสดงให้เห็นประสิทธิภาพที่ครอบคลุมดีที่สุดในบรรดาวัสดุโครงสร้างที่มีอยู่ และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดในเฮลิคอปเตอร์ โดยคอมโพสิตเมทริกซ์อีพอกซีเรซินเสริมคาร์บอนไฟเบอร์เป็นตัวอย่างทั่วไปหลังจากการตรวจสอบเป็นเวลาหลายปี เมทริกซ์อีพอกซีเรซินมีข้อดีมากมาย เช่น ประสิทธิภาพที่ครอบคลุมเป็นเลิศ ความสามารถในการขึ้นรูปที่ดี และต้นทุนต่ำเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและคุณภาพของวัสดุคอมโพสิตให้ดียิ่งขึ้น จึงมีการพัฒนาเรซินบิสมาเลอิไมด์และเรซินโพลีอิไมด์ที่ทนต่ออุณหภูมิสูงอย่างต่อเนื่องคอมโพสิตเสริมคาร์บอนไฟเบอร์ที่ทำจากเรซินบิสมาเลอิไมด์และวัสดุอื่นๆ ที่เป็นเมทริกซ์จะค่อยๆ ถูกนำมาใช้ในเฮลิคอปเตอร์ ปรับปรุงความสามารถในการปรับตัวและความทนทานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่น อุณหภูมิสูงและความร้อนสูง

2.2 คอมโพสิตเมทริกซ์เรซินเสริมใยแก้ว

ใยแก้วเป็นวัสดุอนินทรีย์อนินทรีย์ประสิทธิภาพสูงที่มีความแข็งแรงและความยืดหยุ่นสูง รวมถึงข้อดีต่างๆ เช่น ทนความร้อนสูง ฉนวนกันความร้อนที่ดี และทนต่อการกัดกร่อนวัสดุคอมโพสิตที่ทำจากใยแก้วเป็นวัสดุเสริมแรงสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพและความหนาแน่นของวัสดุได้อย่างมีประสิทธิภาพคอมโพสิตเมทริกซ์เรซินอีพ็อกซี่ใยแก้วส่วนใหญ่จะใช้ในเฮลิคอปเตอร์วัสดุคอมโพสิตที่ทำจากใยแก้วประเภทต่างๆ มีคุณสมบัติและการใช้งานที่แตกต่างกันตามข้อกำหนดการใช้งานจริง คอมโพสิตเมทริกซ์เรซินเสริมใยแก้วที่ทำจากผ้าใยแก้ว เทปแก้ว และเส้นใยสับมักใช้ในการผลิตส่วนประกอบของเฮลิคอปเตอร์

2.3 คอมโพสิตเมทริกซ์เรซินเสริมใยอะรามิด

เส้นใยอะรามิดเป็นวัสดุเส้นใยสังเคราะห์ประสิทธิภาพสูงชนิดใหม่หรือที่เรียกว่าเส้นใยโพลีเอไมด์อะโรมาติกเส้นใยอะรามิดมีคุณสมบัติต้านทานต่ออุณหภูมิสูงและต่อต้านริ้วรอยได้ดีเยี่ยมมีน้ำหนักเบาแต่มีความแข็งแรงสูง มีน้ำหนักเพียง 1/5 ของน้ำหนักลวดเหล็ก แต่มีความแข็งแรงมากกว่าลวดเหล็ก 5-6 เท่าเส้นใยเคฟลาร์ที่ผลิตโดยดูปองท์เป็นตัวอย่างทั่วไปของเส้นใยอะรามิดประสิทธิภาพด้านความแข็งแกร่งและการออกแบบน้ำหนักเบาจากคอมโพสิตเรซินเมทริกซ์เสริมเส้นใยอะรามิดช่วยเพิ่มการตอบสนองและอันตรายของเฮลิคอปเตอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

03 ลักษณะโครงสร้างของเฮลิคอปเตอร์

เฮลิคอปเตอร์มีความสามารถในการบินที่เป็นเอกลักษณ์และรูปแบบโครงสร้างที่โดดเด่น ทำให้เป็นเครื่องมือขนส่งเพียงชนิดเดียวในปัจจุบันที่สามารถเข้าถึงทุกภูมิประเทศได้โครงสร้างเฮลิคอปเตอร์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยสองส่วน: ระบบโรเตอร์และโครงสร้างลำตัวระบบโรเตอร์ของเฮลิคอปเตอร์ประกอบด้วยสองส่วนหลัก: ใบพัดโรเตอร์และดุมโรเตอร์ใบพัดสามารถแบ่งเพิ่มเติมได้เป็นใบพัดหลักและใบพัดหางระบบโรเตอร์เป็นโครงสร้างส่วนประกอบที่เคลื่อนที่ได้เฉพาะตัวบนเฮลิคอปเตอร์การหมุนของโรเตอร์ทำให้เกิดการยก แรงควบคุม และแรงผลักไปข้างหน้า ทำให้เฮลิคอปเตอร์สามารถปฏิบัติการทางอากาศต่างๆ ได้ รวมถึงการบินขึ้นและลงจอดในแนวดิ่ง การโฉบ การบินไปข้างหน้า การบินด้านข้าง การบินกลับรถ และการบินในระดับความสูงต่ำนอกจากนี้ ในกรณีที่เครื่องยนต์ขัดข้อง ระบบโรเตอร์ยังสามารถใช้พลังงานจลน์ในการหมุนที่มีอยู่และพลังงานศักย์ของเฮลิคอปเตอร์ในการหมุนโรเตอร์โดยอัตโนมัติ เพื่อให้แน่ใจว่าจะร่อนลงและร่อนลงอย่างปลอดภัย

โครงสร้างลำตัวเป็นองค์ประกอบสำคัญที่ช่วยสนับสนุนและยึดชิ้นส่วนและระบบของเฮลิคอปเตอร์ให้แน่นหนา โดยเชื่อมโยงให้เป็นหนึ่งเดียวมีหน้าที่รับผิดชอบในการบรรทุกและขนส่งบุคลากร อุปกรณ์ และพัสดุรูปร่างของโครงสร้างลำตัวส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพการบิน การควบคุม และเสถียรภาพของเฮลิคอปเตอร์โครงสร้างลำตัวของเฮลิคอปเตอร์ต้องให้ความสำคัญกับการลดน้ำหนัก และเฮลิคอปเตอร์ทหารยังต้องพิจารณาคุณลักษณะการออกแบบ เช่น การป้องกันกระสุน การกันกระแทก การลักลอบ และการดูดซับพลังงานนอกจากนี้ โดยทั่วไปแล้ว เฮลิคอปเตอร์จะบินที่ระดับความสูงต่ำกว่า 6,000 เมตร โดยบางลำบินได้ต่ำถึง 15 เมตร ทำให้เป็นเครื่องบินที่มีระดับความสูงต่ำถึงปานกลางสภาพแวดล้อมการทำงานหลักคือสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย เช่น ชื้น/ร้อน แห้ง/เย็น พายุทราย/ฝน และน้ำทะเลดังนั้นโครงเครื่องบินของเฮลิคอปเตอร์มักต้องการความต้านทานต่อสภาพอากาศและการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดที่เข้มงวดของภูมิภาคและสภาพอากาศที่แตกต่างกัน

04 การใช้วัสดุคอมโพสิตที่มีเรซินเสริมไฟเบอร์ในเฮลิคอปเตอร์

4.1 ใบพัดโรเตอร์

การพัฒนาวัสดุคอมโพสิตในเฮลิคอปเตอร์ที่ก้าวล้ำเริ่มขึ้นในทศวรรษปี 1960 ด้วยความสำเร็จในการพัฒนาใบพัดโรเตอร์คอมโพสิตเสริมใยแก้วสำหรับเฮลิคอปเตอร์ เช่น BO-105 จาก MBB (Messerschmitt-Bolkow-Blohm) ในเยอรมนีตะวันตก SA341 "Gazelle" จาก Aerospatiale ในฝรั่งเศส และ Ka-26 จาก Kamov ในรัสเซียนี่เป็นจุดเริ่มต้นของการใช้ใบพัดโรเตอร์แบบคอมโพสิตในเฮลิคอปเตอร์

ปัจจุบัน เทคโนโลยีเฮลิคอปเตอร์ได้ก้าวหน้าไปถึงรุ่นที่สามและสี่ โดยมีใบพัดที่ออกแบบและผลิตอย่างกว้างขวางโดยใช้วัสดุคอมโพสิตเมื่อเปรียบเทียบกับใบมีดโลหะที่ใช้ในเฮลิคอปเตอร์รุ่นแรกๆ ใบพัดแบบคอมโพสิตมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าอย่างเห็นได้ชัด โดยทั่วไปมีอายุการใช้งานเกิน 6,000 ชั่วโมง ซึ่งแตกต่างจากใบพัดโลหะที่มีอายุการใช้งานทั่วไปอยู่ที่ 2,000 ชั่วโมงใบมีดคอมโพสิตซ่อมแซมได้ง่ายกว่า มีค่าบำรุงรักษาต่ำกว่า รอบการบำรุงรักษาสั้นกว่า และช่วยให้สามารถเปลี่ยนใบมีดเดี่ยวได้การใช้ใบมีดคอมโพสิตช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพและความปลอดภัยในการปฏิบัติงานของเฮลิคอปเตอร์อย่างมาก ลดต้นทุนอายุการใช้งานรวมของใบพัดเฮลิคอปเตอร์ และนำมาซึ่งผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจอย่างมาก

คอมโพสิตเมทริกซ์เรซินเสริมแรงด้วยไฟเบอร์ เนื่องจากมีสมรรถนะและการออกแบบที่ยอดเยี่ยม จึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในใบพัดคอมโพสิตของเฮลิคอปเตอร์ ซึ่งคิดเป็นประมาณ 70% ของการใช้ใบมีดในปัจจุบันส่วนประกอบที่ทำจากคอมโพสิตเมทริกซ์เรซินเสริมเส้นใยในใบมีดคอมโพสิตส่วนใหญ่ประกอบด้วยผิวหนัง เสี้ยน และตัวเติมข้อต่อ ซึ่งทั้งหมดนี้เป็นส่วนประกอบสำคัญของใบมีดคอมโพสิตเมทริกซ์เรซินเสริมเส้นใยที่ใช้ในการผลิตใบมีดหรือที่เรียกว่าพรีเพก ถูกสร้างขึ้นโดยการชุบวัสดุเส้นใยไว้ล่วงหน้าให้เป็นเมทริกซ์เรซินภายใต้การควบคุมที่เข้มงวด

ผิวหนังเป็นส่วนประกอบที่สำคัญในการรับน้ำหนักและปรับรูปทรงของใบมีด ซึ่งทำให้เกิดความฝืดจากการบิดและบาดทะยักเบื้องต้นโดยส่วนใหญ่ประกอบด้วยพรีเพกคาร์บอนไฟเบอร์และพรีเพกใยแก้ว และตัวเลือกการวางผิวที่แตกต่างกันทำให้สามารถออกแบบและผลิตใบมีดคอมโพสิตที่มีคุณสมบัติด้านประสิทธิภาพที่แตกต่างกันได้เสากระโดงเป็นส่วนประกอบรับน้ำหนักหลักของใบมีดคอมโพสิต ซึ่งอยู่ที่ขอบนำโดยทั่วไปบริเวณนี้ทำหน้าที่เป็นด้านรับลมในระหว่างการหมุนใบมีด และมีประสบการณ์ความต้านทานลมสูงสุด จึงต้องใช้ความแข็งแรงและความแข็งของโครงสร้างสูงเสากระโดงส่วนใหญ่ทำจากวัสดุคอมโพสิตเรซินเสริมใยแก้วที่มีความแข็งแรงสูง โดยทั่วไปจะวางตามแนวช่วงใบมีดตัวเติมข้อต่อทำจากวัสดุคอมโพสิตที่มีเส้นใยเรซินสับ โดยทั่วไปจะใช้ใยแก้วสับตัวเติมข้อต่อซึ่งอยู่ที่รากใบมีดจะต้องขึ้นรูปล่วงหน้าก่อนที่จะขึ้นรูปและประกอบใบมีดรากของเบลดเชื่อมต่อกับดุม และโหลดแบบไดนามิกและคงที่ทั้งหมดจะถูกถ่ายโอนไปยังดุมผ่านทางนั้น ทำให้กลายเป็นส่วนที่ซับซ้อนที่สุดของโครงสร้างเบลดภายใต้ความเค้นเนื่องจากมีส่วนประกอบที่ซับซ้อนจำนวนมากที่รากใบมีด ประสิทธิภาพ รูปร่าง และตำแหน่งของตัวเติมข้อต่อจึงส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพและความแข็งแรงในการขึ้นรูปของใบมีดนอกจากนี้ แผ่นระแนงขอบท้ายซึ่งมีบทบาทสำคัญในการควบคุมการโยกเยกของใบมีด โดยทั่วไปจะผลิตจากคอมโพสิตเมทริกซ์เรซินเสริมใยแก้วที่มีความแข็งแรงสูงปัจจุบัน ใบพัดคอมโพสิตของเฮลิคอปเตอร์ในประเทศส่วนใหญ่ใช้คอมโพสิตเรซินเมทริกซ์เสริมเส้นใยที่บ่มด้วยอุณหภูมิปานกลาง โดยใช้วิธีการขึ้นรูปแบบอัดขึ้นรูปแบบบ่มร่วมเพียงครั้งเดียวใบมีดคอมโพสิตจากต่างประเทศใช้การยึดเกาะขั้นที่สองและกระบวนการบ่มที่อุณหภูมิสูงในระหว่างการผลิตด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของวัสดุ กระบวนการ และอุปกรณ์ใหม่ๆ ใบพัดคอมโพสิตของเฮลิคอปเตอร์จะปลดล็อกความเป็นไปได้ที่ยิ่งใหญ่ยิ่งขึ้นในอนาคต

4.2 ดุมใบมีด

ดุมใบพัดเป็นส่วนประกอบสำคัญที่ยึดใบพัดและเชื่อมต่อระบบโรเตอร์กับระบบส่งกำลังและระบบควบคุมดุมใบมีดแบบดั้งเดิมส่วนใหญ่ทำจากโลหะ ประกอบจากชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำจำนวนมาก ส่งผลให้มีการกำหนดค่าที่ซับซ้อนมากและต้นทุนการผลิตและการบำรุงรักษาสูงวิธีทำให้การออกแบบโครงสร้างง่ายขึ้น ลดความยากในการผลิต และลดน้ำหนักของโครงสร้าง ในขณะเดียวกันก็รับประกันประสิทธิภาพและคุณภาพของศูนย์กลางใบมีดเป็นจุดสำคัญของความพยายามในการวิจัยมาโดยตลอดด้วยการพัฒนาและการประยุกต์ใช้วัสดุคอมโพสิต ความก้าวหน้าและความเป็นไปได้ใหม่ๆ ได้เกิดขึ้นในการออกแบบและการผลิตดุมโรเตอร์ที่มีโครงสร้างเรียบง่าย มีเสถียรภาพในประสิทธิภาพ ปลอดภัยและเชื่อถือได้ และมีประสิทธิภาพสูง

ปัจจุบัน การวิจัยการประยุกต์ใช้วัสดุคอมโพสิตในโครงสร้างดุมโรเตอร์หลักๆ มุ่งเน้นไปที่การสร้างโครงสร้างดุมโรเตอร์แบบไร้แบริ่งโดยใช้คุณสมบัติของวัสดุคอมโพสิตดุมโรเตอร์แบบไม่มีแบริ่งช่วยลดบานพับเชิงกลทั้งสามอันของการกระพือ การเอียง และการหันเห ซึ่งแสดงถึงความก้าวหน้าครั้งสำคัญในเทคโนโลยีโรเตอร์ และบ่งบอกถึงทิศทางการพัฒนาของเทคโนโลยีการออกแบบโรเตอร์โครงสร้างดุมโรเตอร์แบบไม่มีแบริ่งใช้คานและปลอกที่ยืดหยุ่นเพื่อแทนที่บานพับเชิงกลในสามทิศทางนี้ โดยมีลำแสงที่ยืดหยุ่นเป็นองค์ประกอบหลักในระบบโรเตอร์แบบไม่มีแบริ่ง ระดับความอิสระในการกระพือ การขว้าง และการหันเหของใบพัดล้วนมาจากการเปลี่ยนรูปของลำแสงที่ยืดหยุ่นการเกิดขึ้นของลำแสงยืดหยุ่นสามารถลดความซับซ้อนของโครงสร้างโรเตอร์ ลดส่วนประกอบในการประกอบ และลดต้นทุนการบำรุงรักษาการสร้างคานยืดหยุ่นนั้นซับซ้อนมากเมื่อพิจารณาถึงสภาวะการรับน้ำหนักที่เข้มงวดและข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพ เช่น ความเครียดที่อนุญาตของวัสดุที่ใช้ในการผลิต จึงเลือกใช้คอมโพสิตเรซินเมทริกซ์เสริมใยแก้วประสิทธิภาพสูงสำหรับการผลิตคานยืดหยุ่นเป็นหลักเทคโนโลยีลำแสงแบบยืดหยุ่นสำหรับเฮลิคอปเตอร์ได้รับการพัฒนาในต่างประเทศ และใบพัดแบบไม่มีแบริ่งได้ถูกนำมาใช้กับเฮลิคอปเตอร์ต่างๆ เช่น EC-135 และ RAH-66 อย่างประสบความสำเร็จการวิจัยและพัฒนาในประเทศเกี่ยวกับการออกแบบโครงสร้างลำแสงแบบยืดหยุ่นและเทคโนโลยีการผลิตยังอยู่ระหว่างดำเนินการ และคาดว่าเทคโนโลยีโรเตอร์ใหม่นี้จะนำไปใช้กับเฮลิคอปเตอร์ในประเทศได้สำเร็จในอนาคตอันใกล้นี้

4.3 โครงสร้างโครงเครื่องบิน

โครงเครื่องบินของเฮลิคอปเตอร์มีพื้นผิวโค้งขนาดใหญ่ ทำให้เหมาะสำหรับการผลิตโดยใช้วัสดุคอมโพสิตเมทริกซ์เรซินเสริมเส้นใยเนื่องจากพื้นผิวโค้งที่บางและซับซ้อนจำนวนมาก ส่วนประกอบจำนวนมาก เช่น ห้องนักบิน แฟริ่งระดับแนวหน้า และแฟริ่งส่วนท้าย จึงใช้โครงสร้างแซนวิชแบบรังผึ้งที่ทำจากคอมโพสิตเมทริกซ์เรซินเสริมเส้นใยเฮลิคอปเตอร์ทำงานในสภาพแวดล้อมกลางแจ้งที่รุนแรง โดยเฉพาะเฮลิคอปเตอร์ทหาร ซึ่งมักเผชิญกับอุณหภูมิสูง ความชื้นสูง ฝน และสเปรย์เกลือเมื่อพิจารณาถึงผลกระทบของสภาพแวดล้อมที่ร้อนและชื้น การบ่มที่อุณหภูมิสูงทำให้แน่ใจได้ว่าการบ่มจะสมบูรณ์ ลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม และลดประสิทธิภาพการทำงานที่ลดลงส่วนประกอบรับน้ำหนักหลักของโครงสร้างเฟรมเครื่องบินส่วนใหญ่ทำจากคอมโพสิตเรซินเมทริกซ์เสริมด้วยเส้นใยที่บ่มด้วยอุณหภูมิสูง ในขณะที่ส่วนประกอบรับน้ำหนักรองมักทำจากวัสดุคอมโพสิตที่บ่มด้วยอุณหภูมิปานกลางนอกจากคาร์บอนไฟเบอร์และเมทริกซ์เรซินเสริมใยแก้วที่ใช้กันทั่วไปแล้ว คอมโพสิตเมทริกซ์เรซินเสริมใยอะรามิดยังใช้กันอย่างแพร่หลายในส่วนประกอบของเฮลิคอปเตอร์ เช่น ตัวกันโคลงแนวนอน แฟริ่ง แฟริ่งส่วนท้าย และฝาปิดการเข้าถึงเพื่อการบำรุงรักษาห้องเครื่องของเฮลิคอปเตอร์และพื้นที่โดยรอบ เช่น หัวฉีดไอเสียของเครื่องยนต์ ช่องอากาศเข้า และแฟริ่งห้องเครื่อง ได้รับการผลิตโดยใช้วัสดุคอมโพสิตเมทริกซ์เรซินเสริมใยแก้วที่ทนต่ออุณหภูมิสูง แทนที่โลหะผสมไทเทเนียมแบบดั้งเดิมการใช้วัสดุประเภทนี้จะขัดขวางการแพร่กระจายของไฟในสถานการณ์อันตรายได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้มั่นใจในความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือของเฮลิคอปเตอร์