Силовым элементом лопасти является лонжерон, а нервюры, стрингеры и обшивка лишь передают на него нагрузки [2].
Лопасти различаются по своей конструкции ввиду различных подходов к материалам, изготовлению и компоновке элементов лопасти.
Лопасти цельнометаллической конструкции. Лопасти цельнометаллической конструкции можно подразделить на две группы: лопасти каркасной конструкции с трубчатым стальным лонжероном и лопасти с прессованным лонжероном из легких сплавов.
Лопасти каркасной конструкции впервые появились в 30-х годах на вертолете ЦАГИ 1-ЭА и вертолетах конструкция Снерва (Англия). Основным элементом лопасти является лонжерон, изготовленный из стальной трубы, имеющей переменную по длине толщину стенки и форму поперечного сечения[1]. Для трубчатого лонжерона применяется обычно труба из высоколегированной стали типа 30ХГСА или 40ХНМА, закаленной и отпущенной на прочность (σв = 1100–1300 МПа). После горячей и холодной прокатки, формообразования и закалки наружная и внутренняя поверхности трубы полируются. На внешней и внутренней поверхностях лонжерона создается наклеп виброударным способом, повышающий предел выносливости до амплитуды изгибных динамических напряжений σω min = 280–300 МПа при постоянной части нагружения равной 200–250 МПа [3]. Такие лопасти используются на вертолетах Ми-6 и Ми-26 [1].
Лопасть состоит из отдельных отсеков, включающих в себя обшивку, нервюры и стрингеры. Отсек цельнометаллической лопасти со стальным трубчатым лонжероном состоит из носовой и хвостовой частей, закрепленных на лонжероне (рисунок 1.7).
Основа носовой части отсека – обшивка, имеющая подсечку для укладки пакета электрического противообледенителя. Для увеличения жесткости контура носовой части к обшивке приклеены и дополнительно приклепаны диафрагмы, гофрированные накладки и передний профиль. Для создания необходимой по флаттерным характеристикам поперечной центровки лопасти к обшивке носка приклеены и приклепаны противовесы в виде стального профиля. Носовая часть отсека приклеена к передней стенке хвостовой части отсека и прикреплена к ней винтами по подсечке [1].
Хвостовая часть отсека лопасти с трубчатым лонжероном включает в себя переднюю стенку корытообразного сечения, к которой приклеивают обшивку, торцевые нервюры и сотовый заполнитель. Для придания жесткости задней кромке в нее вклеен текстолитовый стрингер. Усиливающие подкладки приклеены для устранения резкого изменения жесткости в местах соединения обшивки с профилем передней стенки и сходят на ус в направлении к задней кромке отсека. Сотовый блок склеен из листов алюминиевой фольги и придает жесткость хвостовой части отсека. По бокам хвостовой части имеются торцевые нервюры, к которым прикреплены боковые накладки, предназначенные для соединения винтами носовых и хвостовых частей отсеков. Спереди хвостовой части приклеен дюралюминиевый башмак с выступающими передними поясами, которые охватывают сзади часть лонжерона и опираются на хомуты, приклеенные к лонжерону (рисунок 1.7). Это позволяет воспринимать и передавать на лонжерон центробежные и перерезывающие силы. В поясах имеются отверстия под болты для крепления лент, притягивающих хвостовые части отсеков к лонжерону. Эти ленты воспринимают моменты, действующие на отсек. Для крепления хвостовых частей отсеков к лонжерону приклеены и притянуты двумя стальными хомутами стальные цапфы. Хомуты также приклеены к цапфам и лонжерону. В местах расположения средних частей отсеков на лонжероне приклеен пенопластовый блок, армированный фанерой, к которому приклеен носок [1].