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Già negli anni '50,compositi rinforzati con fibra di vetrovennero utilizzati nei componenti non portanti delle cellule degli elicotteri, come carenature e portelli di ispezione, sebbene la loro applicazione fosse piuttosto limitata.

Il progresso rivoluzionario nei materiali compositi per elicotteri si verificò negli anni '60 con lo sviluppo di pale rotoriche in composito rinforzato con fibra di vetro. Ciò dimostrò gli straordinari vantaggi dei compositi – superiore resistenza alla fatica, trasferimento del carico multi-percorso, lenta propagazione delle cricche e semplicità dello stampaggio a compressione – che furono pienamente sfruttati nelle applicazioni per pale rotoriche. I punti deboli intrinseci dei compositi rinforzati con fibre – bassa resistenza al taglio interlaminare e sensibilità ai fattori ambientali – non influirono negativamente sulla progettazione o sull'applicazione delle pale rotoriche.

Mentre le pale metalliche hanno in genere una durata utile non superiore a 2000 ore, le pale composite possono raggiungere durate superiori a 6000 ore, potenzialmente indefinite, e consentono una manutenzione basata sulle condizioni. Ciò non solo migliora la sicurezza dell'elicottero, ma riduce anche significativamente il costo dell'intero ciclo di vita delle pale, con notevoli vantaggi economici. Il processo di stampaggio a compressione e polimerizzazione semplice e intuitivo per i compositi, combinato con la possibilità di personalizzare resistenza e rigidità (incluse le caratteristiche di smorzamento), consente miglioramenti e ottimizzazioni più efficaci del profilo aerodinamico nella progettazione delle pale del rotore, nonché l'ottimizzazione della dinamica strutturale del rotore. Dagli anni '70, la ricerca su nuovi profili aerodinamici ha prodotto una serie di profili di pale per elicotteri ad alte prestazioni. Questi nuovi profili aerodinamici presentano una transizione da design simmetrici a design completamente curvi e asimmetrici, ottenendo coefficienti di portanza massimi e numeri di Mach critici significativamente aumentati, coefficienti di resistenza ridotti e variazioni minime nei coefficienti di momento. Miglioramenti nelle forme delle punte delle pale del rotore: da punte rettangolari a punte rastremate e a freccia; punte paraboliche a freccia verso il basso; grazie alle punte BERP sottili e avanzate, è stata migliorata notevolmente la distribuzione del carico aerodinamico, l'interferenza dei vortici, le vibrazioni e le caratteristiche di rumore, aumentando così l'efficienza del rotore.

Inoltre, i progettisti hanno implementato un'ottimizzazione integrata multidisciplinare dell'aerodinamica delle pale del rotore e della dinamica strutturale, combinando l'ottimizzazione dei materiali compositi con l'ottimizzazione del design del rotore per ottenere migliori prestazioni delle pale e riduzione di vibrazioni e rumore. Di conseguenza, alla fine degli anni '70, quasi tutti gli elicotteri di nuova concezione adottavano pale in composito, mentre il retrofit di modelli più vecchi con pale metalliche con pale in composito produceva risultati straordinariamente efficaci.

Le principali considerazioni per l'adozione di materiali compositi nelle strutture delle cellule degli elicotteri includono: le complesse superfici curve degli esterni degli elicotteri, abbinate a carichi strutturali relativamente bassi, che li rendono adatti alla fabbricazione di materiali compositi per migliorare la tolleranza ai danni strutturali e garantire un funzionamento sicuro e affidabile; la richiesta di riduzione del peso nelle strutture delle cellule sia per gli elicotteri da trasporto che per quelli d'attacco; e i requisiti per strutture antiurto e design stealth. Per soddisfare queste esigenze, l'US Army Aviation Applied Technology Research Institute ha istituito l'Advanced Composite Airframe Program (ACAP) nel 1979. Dagli anni '80, quando elicotteri come il Sikorsky S-75, il Bell D292, il Boeing 360 e l'europeo MBB BK-117 con cellule interamente in composito iniziarono i voli di prova, fino alla riuscita integrazione da parte di Bell Helicopter delle ali e della fusoliera in composito del V-280 nel 2016, lo sviluppo di elicotteri con cellule interamente in composito ha compiuto passi da gigante. Rispetto ai velivoli di riferimento in lega di alluminio, le strutture in composito offrono vantaggi sostanziali in termini di peso, costi di produzione, affidabilità e manutenibilità, soddisfacendo gli obiettivi del programma ACAP come delineato nella Tabella 1-3. Di conseguenza, gli esperti affermano che la sostituzione delle strutture in alluminio con strutture in composito ha un'importanza paragonabile alla transizione degli anni '40 dalle strutture in legno-tela alle strutture metalliche.

Naturalmente, l'entità dell'utilizzo di materiali compositi nelle strutture della cellula è strettamente legata alle specifiche di progettazione dell'elicottero (metriche prestazionali). Attualmente, i materiali compositi rappresentano dal 30% al 50% del peso della struttura della cellula negli elicotteri d'attacco medi e pesanti, mentre gli elicotteri da trasporto militare/civile utilizzano percentuali più elevate, raggiungendo il 70%-80%. I materiali compositi sono impiegati principalmente in componenti della fusoliera come il trave di coda, lo stabilizzatore verticale e lo stabilizzatore orizzontale. Ciò ha due scopi: riduzione del peso e facilità di formatura di superfici complesse come gli stabilizzatori verticali canalizzati. Anche le strutture ad assorbimento d'urto utilizzano i compositi per ottenere risparmi di peso. Tuttavia, per elicotteri leggeri e piccoli con strutture più semplici, carichi inferiori e pareti sottili, l'uso di compositi potrebbe non essere necessariamente conveniente.