제조공정
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헬리콥터는 회전익 항공기로 분류되며 회전익은 일반적으로 주 로터 라고 합니다. 또는 단순히 로터. 스포츠 복엽 비행기나 여객기와 같은 보다 일반적인 고정익 항공기와 달리 헬리콥터는 수직 이착륙이 가능합니다. 고정된 위치에서 호버링할 수도 있습니다. 이러한 기능으로 인해 공간이 제한적이거나 정확한 영역 위로 마우스를 가져갈 수 있는 기능이 필요한 사용에 이상적입니다. 현재 헬리콥터는 농작물에 먼지를 뿌리고 살충제를 살포하고 환경 작업을 위해 외딴 지역에 접근하고, 외진 해상 석유 굴착 장치에 있는 작업자에게 물품을 배달하고, 사진을 찍고, 영화를 촬영하고, 접근할 수 없는 장소에 갇힌 사람들을 구조하고, 사고 희생자를 수송하고, 화재를 진압합니다. 또한, 그들은 수많은 정보 및 군사 응용 프로그램을 가지고 있습니다.
수많은 사람들이 헬리콥터의 개념과 개발에 기여했습니다. 이 아이디어는 기원이 생체공학적인 것으로 보이며, 이는 자연 현상(이 경우에는 소용돌이치고 분기된 단풍나무 열매)을 기계적 설계에 적응시키려는 시도에서 파생되었음을 의미합니다. 단풍나무 꼬투리를 모방하려는 초기의 노력으로 중국과 중세 유럽에서 인기 있는 어린이 장난감인 소용돌이가 탄생했습니다. 15세기 동안 이탈리아의 유명한 화가, 조각가, 건축가, 엔지니어인 Leonardo da Vinci는 소용돌이를 기반으로 한 비행 기계를 스케치했습니다. 다음으로 남아 있는 헬리콥터 스케치는 영국 과학자인 조지 케일리 경이 그의 노트북에 트윈 로터 항공기를 그린 19세기 초로 거슬러 올라갑니다. 20세기 초, 프랑스인 Paul Cornu는 초기 헬리콥터를 타고 몇 초 동안 지상에서 몸을 들 수 있었습니다. 그러나 Cornu는 수십 년 동안 모든 초기 설계자들을 계속 괴롭히는 동일한 문제로 인해 제약을 받았습니다. 헬리콥터와 상당한 하중(승객 포함)을 지상에서 들어올릴 수 있을 만큼 충분한 수직 추력을 생성할 수 있는 엔진을 아직 고안한 사람은 아무도 없었습니다. .
러시아 엔지니어 Igor Sikorsky는 1909년에 첫 헬리콥터를 제작했습니다. 이 프로토타입도 1910년 후속 모델도 성공하지 못했을 때 Sikorsky는 더 정교한 재료와 돈 없이는 헬리콥터를 만들 수 없다고 결정하고 항공기에 관심을 돌렸습니다. 제1차 세계 대전 중에 헝가리 엔지니어인 테오도르 폰 카르만(Theodore von Karman)은 밧줄로 묶었을 때 장기간 호버링할 수 있는 헬리콥터를 제작했습니다. 몇 년 후, 스페인 사람 Juan de la Cierva는 autogiro 라는 기계를 개발했습니다. 기존 항공기가 엔진 출력을 잃고 착륙 중 추락하는 경향에 대응하기 위해. Cierva는 양력과 추력(전진 속도)이 별개의 기능인 항공기를 설계할 수 있다면 이 문제를 우회할 수 있을 것이라고 추측했습니다. 그가 발명한 autogiro는 헬리콥터와 비행기의 기능을 통합했지만 후자와 더 비슷했습니다. autogiro에는 풍차와 같은 기능을 하는 로터가 있었습니다. 지상에서 지상으로 이동하면서 로터가 추가 양력을 생성할 수 있습니다. 그러나 autogiro는 주로 기존 비행기 엔진에 의해 구동되었습니다. 착륙 문제를 피하기 위해 엔진의 연결을 끊고 오토지로를 로터에 의해 부드럽게 정지시킬 수 있습니다. 로터는 기계가 지면에 도달하면 회전을 점차 멈춥니다. 1920년대와 1930년대에 인기를 얻었던 autogiros는 재래식 헬리콥터를 개선한 후 생산이 중단되었습니다.
헬리콥터는 결국 Igor Sikorsky에 의해 완성되었습니다. 공기역학 이론과 건축 자재의 발전은 Sikorsky의 초기 노력 이후 이루어졌으며 1939년 그는 첫 작전 헬리콥터를 타고 지상에서 이륙했습니다. 2년 후, 개선된 설계로 인해 그는 1시간 30분 동안 공중에 머물 수 있게 되었고 지속적인 헬리콥터 비행에 대한 세계 기록을 세웠습니다.
헬리콥터는 도입 직후 거의 군용으로 투입되었습니다. 제2차 세계 대전 중에는 널리 사용되지 않았지만 한국과 베트남의 정글 지형은 두 전쟁 모두에서 헬리콥터의 광범위한 사용을 촉발했으며 기술 개선으로 페르시아만 전쟁에서도 귀중한 도구가 되었습니다. 그러나 최근 몇 년 동안 많은 기업이 헬리콥터를 통해 임원을 수송하기 시작함에 따라 민간 산업이 헬리콥터 사용의 가장 큰 증가를 설명했을 것입니다. 또한 헬리콥터 셔틀 서비스는 특히 미국 북동부의 도시 회랑을 따라 급증했습니다. 그러나 민간인들 사이에서 헬리콥터는 의료, 구조 및 구호 용도로 가장 잘 알려져 있습니다.
헬리콥터의 동력은 피스톤 엔진이나 가스터빈(최근에는 후자가 지배적임)에서 나오며 로터 샤프트를 움직여 로터를 회전시킵니다. 표준 비행기가 앞으로 움직일 때 날개 뒤의 공기를 밀어서 추력을 생성하는 반면, 헬리콥터의 로터는 회전하면서 날개 아래의 공기를 아래쪽으로 밀어 양력을 얻습니다. 양력은 공기의 운동량(질량 x 속도)의 변화에 비례합니다. 운동량이 클수록 양력이 커집니다.
헬리콥터 로터 시스템은 중앙 허브에 부착된 2~6개의 블레이드로 구성됩니다. 일반적으로 길고 좁은 블레이드는 양력을 달성하고 유지하는 데 필요한 동력의 양을 최소화하고 차량을 더 쉽게 제어할 수 있기 때문에 상대적으로 천천히 회전합니다. 경량의 범용 헬리콥터에는 종종 2개의 블레이드가 있는 메인 로터가 있는 반면, 무거운 항공기는 무거운 하중을 수용하기 위해 4개의 블레이드 디자인 또는 2개의 개별 메인 로터를 사용할 수 있습니다.
헬리콥터를 조종하기 위해 조종사는 세 가지 방법으로 설정할 수 있는 블레이드의 피치를 조정해야 합니다. 집합체 에서 시스템에서 로터에 부착된 모든 블레이드의 피치는 동일합니다. 순환 시스템에서 각 블레이드의 피치는 로터가 회전함에 따라 변동하도록 설계되었으며 세 번째 시스템은 처음 두 가지를 조합하여 사용합니다. 헬리콥터를 어떤 방향으로든 움직이기 위해 조종사는 집단 피치를 조정하는 레버 및/또는 순환 피치를 조정하는 스틱을 움직입니다. 속도를 높이거나 줄여야 할 수도 있습니다.
항공기의 무게를 줄이고 주변의 기류를 방해하는 부피와 돌출부를 최소화하도록 설계된 비행기와 달리 헬리콥터는 불가피하게 높은 항력을 가지고 있습니다. 따라서 설계자는 비행기 이착륙을 지켜본 사람들에게 친숙한 일종의 접이식 착륙 장치를 활용하지 않았습니다. 이러한 시스템의 공기역학적 이득은 헬리콥터에 비례하여 미미할 것입니다. 일반적으로 헬리콥터 착륙 장치는 비행기보다 훨씬 간단합니다. 후자는 전방 속도를 줄이기 위해 긴 활주로가 필요하지만 헬리콥터는 착륙 전에 호버링하여 수행할 수 있는 수직 양력만 줄여야 합니다. 따라서 충격 흡수 장치도 필요하지 않습니다. 착륙 장치는 일반적으로 바퀴나 스키드 또는 둘 모두로 구성됩니다.
헬리콥터 로터 블레이드와 관련된 한 가지 문제는 각 블레이드의 길이에 따른 기류가 크게 다르기 때문에 발생합니다. 이것은 양력과 항력이 회전 주기 전반에 걸쳐 각 블레이드에 대해 변동하여 헬리콥터에 불안정한 영향을 미친다는 것을 의미합니다. 헬리콥터가 전진함에 따라 공기 흐름에 먼저 들어가는 블레이드 아래의 양력은 높지만 로터 반대쪽 블레이드 아래의 양력이 낮기 때문에 관련 문제가 발생합니다. 이러한 문제의 순 효과는 헬리콥터를 불안정하게 만드는 것입니다. 일반적으로 이러한 예측할 수 없는 양력 및 항력 변화를 보상하는 수단은 힌지로 로터에 연결된 유연한 블레이드를 제조하는 것입니다. 이 디자인을 통해 각 블레이드를 위아래로 이동하여 양력 및 항력의 변화에 맞게 조정할 수 있습니다.
회전하는 날개의 물리학과 관련된 또 다른 문제인 토크는 특히 헬리콥터가 저속으로 움직이거나 호버링할 때 헬리콥터 동체(캐빈)가 로터와 반대 방향으로 회전하도록 합니다. 이러한 반응을 상쇄하기 위해 많은 헬리콥터는 테일 로터, 노출된 블레이드 또는 이러한 항공기에서 일반적으로 볼 수 있는 테일 붐의 끝에 장착된 덕트 팬을 사용합니다. 토크에 대응하는 또 다른 수단은 동일한 엔진에 부착되어 있지만 반대 방향으로 회전하는 2개의 로터를 설치하는 것을 수반하며, 세 번째로 더 공간 효율적인 디자인은 계란 비터와 같이 얽혀 있는 트윈 로터를 특징으로 합니다. 추가 대안이 연구되었으며 최소한 하나의 NOTAR(테일 로터 없음) 설계가 도입되었습니다.
헬리콥터의 기체 또는 기본 구조는 금속 또는 유기 복합 재료 또는 이 둘의 조합으로 만들 수 있습니다. 더 높은 성능 요구 사항은 설계자가 유리, 아라미드(강하고 유연한 나일론 섬유) 또는 탄소 섬유로 강화된 에폭시(수지)와 같이 강도 대 중량 비율이 더 높은 복합 재료를 선호하는 경향이 있습니다. 일반적으로 복합 부품은 섬유가 함침된 여러 층의 수지로 구성되며 접합되어 매끄러운 패널을 형성합니다. 관형 및 판금 하부 구조는 일반적으로 알루미늄으로 만들어지지만 스테인리스강 또는 티타늄은 더 높은 응력이나 열에 노출되는 영역에서 때때로 사용됩니다. 제조 공정 중 굽힘을 용이하게 하기 위해 구조용 튜브는 종종 용융 규산나트륨으로 채워집니다. 헬리콥터의 회전 날개 블레이드는 일반적으로 섬유 강화 수지로 만들어지며 가장자리를 보호하기 위해 외부 판금 층과 접착될 수 있습니다. 헬리콥터의 앞유리와 창문은 폴리카보네이트 시트로 구성되어 있습니다.
Igor Sikorsky는 이 1943년 시연에서 자신의 기체 VS-300을 지상 가까이에서 조종하고 있습니다.
1939년에 미국으로 이주한 러시아인은 후기 헬리콥터의 중요한 프로토타입이 될 것을 테스트했습니다. 조국에서 이미 번영한 항공기 제조업체인 Igor Sikorsky는 Thomas Edison과 Henry Ford의 이야기에 이끌려 1917년 혁명을 피해 미국으로 갔습니다.
Sikorsky는 곧 입양된 조국에서 성공적인 항공기 제조업체가 되었습니다. 그러나 그의 꿈은 수직 이륙, 회전 날개 비행이었습니다. 그는 20년 넘게 실험을 했고 마침내 1939년 VS 300이라는 이름의 항공기를 타고 첫 비행을 했습니다. 긴 로프로 땅에 묶인 그의 기체는 처음 몇 번 비행할 때 지면에서 50피트 이상 높이 날지 못했습니다. 그때도 문제가 있었습니다. 우주선이 위, 아래, 옆으로 날아갔지만 앞으로는 날아가지 않았습니다. 그러나 헬리콥터 기술은 매우 빠르게 발전하여 일부는 제2차 세계 대전 중에 미군에 의해 실제로 사용되었습니다.
헬리콥터는 적어도 하나의 혁신적인 생산 기술에 직접 기여했습니다. 헬리콥터가 더 크고 강력해짐에 따라 요구 사항이 까다로운 블레이드를 엔지니어링하는 데 필요한 정밀 계산이 기하급수적으로 증가했습니다. 1947년 미시간 주 트래버스 시티의 John C. Parsons는 자신의 회사에서 생산한 블레이드 엔지니어링 속도를 높이는 방법을 찾기 시작했습니다. Parsons는 International Business Machine Corp.에 연락하여 새 메인 프레임 사무실 컴퓨터 중 하나를 사용해 보도록 요청했습니다. 1951년까지 Parsons는 컴퓨터의 계산이 실제로 공작 기계를 안내하도록 하는 실험을 하고 있었습니다. 그의 아이디어는 궁극적으로 현대 생산 방법에 혁명을 일으킨 컴퓨터 수치 제어(CNC) 공작 기계 산업으로 발전했습니다.
윌리엄 S. 프레처
구조가 완성되면 추진 부품이 추가되고 배선 및 유압 장치가 설치 및 테스트됩니다. 그런 다음 캐노피, 창문, 문, 도구 및 내부 요소를 추가하여 차량을 완성합니다. 이 과정에서 적절한 지점에서 마무리 페인팅 및 트리밍이 완료됩니다.
관형 구성 요소가 형성되면 균열이 있는지 검사합니다. 결함을 찾기 위해 작업자는 균열 및 기타 표면 결함으로 스며드는 형광 액체 침투제로 튜브를 처리합니다. 과도한 유체를 닦아낸 후 결함이 보이도록 침투제와 상호 작용하는 미세 분말로 코팅된 튜브를 먼지를 제거합니다. 관형 구성요소가 용접된 후 결함을 찾기 위해 X선 및/또는 형광 침투 방법을 사용하여 검사합니다. 완료되면 판금 세부 사항의 윤곽을 양식 템플릿과 비교하여 필요에 따라 손으로 작업합니다. 고압멸균 처리하고 다듬은 후 복합 패널을 초음파 검사하여 구조적 실패로 이어질 수 있는 라미네이션 또는 가스로 채워진 공극의 가능한 파손을 식별합니다. 설치하기 전에 엔진과 변속기 서브어셈블리를 모두 주의 깊게 검사하고 각 응용 분야에 맞게 맞춤 설계된 특수 테스트 장비를 사용하여 배선 시스템을 검사합니다. 다른 모든 구성 요소도 조립 전에 테스트를 거치며 완성된 항공기는 전체 검사와 함께 비행 테스트를 거칩니다.
제조 공정과 기술은 비용 절감의 필요성과 새로운 재료의 도입에 따라 계속해서 변화할 것입니다. 자동화는 품질을 더욱 향상시키고 인건비를 낮출 수 있습니다. 컴퓨터는 설계를 개선하고, 설계 변경을 구현하고, 제작된 각 헬리콥터에 대해 생성, 사용 및 저장되는 문서 작업의 양을 줄이는 데 더욱 중요해질 것입니다. 또한 로봇을 사용하여 필라멘트를 감고 테이프를 감고 섬유를 배치하면 동체 구조를 더 적은 수의 통합 조각으로 만들 수 있습니다. 재료 측면에서 고급 고강도 열가소성 수지는 에폭시 및 폴리이미드와 같은 현재의 수지보다 더 큰 내충격성과 수리성을 약속합니다. 붕소 섬유로 강화된 알루미늄 또는 탄화규소 입자로 강화된 마그네슘과 같은 금속 복합 재료는 또한 유기 재료에 비해 금속의 내열성 이점을 유지하면서 변속기 케이스와 같은 중요한 구성 요소에 대해 더 높은 강도 대 중량 비율을 약속합니다.
제조공정
기계 가공 분야에서 CNC 머시닝 센터는 사람들에게 높은 신뢰를 받고 있습니다. 그들은 높은 가공 정확도, 고효율 및 낮은 노동 강도의 특성을 가지고 있습니다. 현재 애플리케이션 시장은 점점 더 넓어지고 있습니다. 그러나 cnc 머시닝 센터는 운영자와 프로그래머에게 전문적입니다. 품질 요구 사항이 점차 개선되고 있습니다. 현대 CNC 공작 기계의 설계에는 많은 안전 기능이 있지만 가공 작업장에서는 필연적으로 사고와 부상이 발생합니다. 따라서 정밀 CNC 가공 중에는 특정 안전 지침을 준수해야 합니다. , SANS Machining은
이전 기사에 이어 3D 프린터 외부의 드래프트로 인해 압출기의 걸림이나 뒤틀림 및 균열과 같은 실수와 실패를 피하기 위해 3D 프린팅 중에 가장 중요한 팁은 다음과 같습니다. 1. 초안에서 격리 공기 외부에 있는 Currents 3D 프린터는 3D 인상의 많은 실패에 대한 책임이 있습니다. 이는 기류로 인해 급격한 온도 저하가 발생하기 때문입니다. 균열 또는 뒤틀림을 유발할 수 있는 부품 , 특히 사용자가 ABS와 같은 섬세한 재료를 사용하는 경우. 이러한 문제를 방지하려면 3D 프린터가 외풍이 없는 방에 있어야 합니다. , 특히