Rückblick auf das monatliche HX50-Update & AMA im Dezember

Wir bei Hill haben uns eine monumentale Herausforderung zum Ziel gesetzt: den besten fünfsitzigen Hubschrauber aller Zeiten zu bauen – was wiederum das kosteneffizienteste leichte Turbinentriebwerk erforderte, das je entwickelt wurde. Um dies zu realisieren, haben wir eine komplette Luft- und Raumfahrt-Lieferkette vertikal integriert und die Produktion in einer gigantischen, maßgeschneiderten Fertigungsanlage aufgebaut. Da alle Aspekte des HX50-Programms planmäßig und zielgerichtet voranschreiten, blicken wir voller Optimismus auf all das, was wir 2025 erreichen werden.

Bedeutende Meilensteine

Die Arbeiten an den Rotorblättern, der Montage des Kufenlandegestells, der Flugsteuerung und den Frontscheiben schreiten kontinuierlich voran. Dies umfasst auch die Erprobung des Startergenerators, der PFD-Benutzeroberfläche der Avionik, des elektrischen Systems, des crashsicheren Sitzes sowie des Antriebsstrangs.

Production Centre 1 wurde in nur neun Monaten komplett ausgestattet und für die Produktion eingerichtet. Dies ist nach jedem Maßstab eine bemerkenswerte Leistung – insbesondere im Hinblick auf das herausragende Umfeld, das es unserem nun unter einem Dach vereinten Team bietet. Gleiches gilt für unsere Kunden, die sich hier persönlich davon überzeugen können, wie rasant unser Projekt voranschreitet.

Die dem HX50 eigene kompromisslose Qualität spiegelt sich eindrucksvoll in der puristischen, zukunftsweisenden Atmosphäre von PC1 wider.

Es war überaus faszinierend zu erleben, wie die Baupläne des Gebäudes Wirklichkeit wurden. Es ist eine eindringliche Erinnerung daran, welch gewaltiges Unterfangen dieses Projekt darstellt – nicht nur einen völlig neuen Hubschrauber von Grund auf zu entwickeln, sondern auch die gesamte dafür erforderliche Infrastruktur aufzubauen und zu installieren. Dies erforderte ein enormes Maß an Planung und schierer harter Arbeit – und es ist außerordentlich erfüllend zu sehen, wie sich alles exakt nach Plan entwickelt.

Das Layout unserer vollintegrierten Verbundwerkstoff-Fertigungsanlage ist exakt auf den optimalen Materialfluss innerhalb der Anlage abgestimmt und umfasst:

• Lagerbereich
• Zuschnittbereich
• Portalfräsanlage und das zugehörige Staubabsaugsystem
• Laminier-Reinraum
• Aushärteofen für Verbundwerkstoffe
• Lackieranlage

Wir verfügen in PC1 über den gesamten Platz, den wir für die Großserienfertigung von Verbundwerkstoffen für den Gen2-Rumpf benötigen, und dies erforderte Investitionen in zahlreiche neue Maschinen, darunter:

• unsere erste CNC-Schneidemaschine, die das aufwendige manuelle Erstellen von Schablonen und den Zuschnitt einzelner Kohlefaserschichten – welche minutiös aufgebaut und überaus präzise in jede Form eingelegt werden mussten, um jedes Strukturelement zu fertigen – durch einen automatisierten Prozess ersetzt.
• Lasergestützte Lagenpositionierungstechnologie, welche die Projektion von Laser-Hilfslinien ermöglicht, die jedem Laminierer exakt vorgeben, wo die einzelnen CNC-geschnittenen Elemente in der Form zu platzieren sind.
• Technologie, die eine lückenlose digitale Schritt-für-Schritt-Dokumentation jeder Phase des Laminier- und Fertigungsprozesses liefert und so sicherstellt, dass jedes Strukturbauteil stets in absoluter Perfektion gefertigt wird.

Wir haben bewusst eine weitläufige Fertigungsfläche geschaffen, die darauf ausgelegt ist, hochgradig kontrollierte, erstklassige Luftfahrt-Verbundstrukturen zu fertigen, sodass wir sämtliche Werkzeuge und Vorrichtungen anordnen können, die erforderlich sind, um die gesamte HX50-Flugzeugzelle parallel zu fertigen, und mehrere Laminier-Teams gleichzeitig einsetzen können daran arbeiten, um die erforderlichen Produktionsraten zu erreichen.

Und es gibt noch mehr ...

• Mechanische Präzisionsfertigung
• Neues Produktionssteuerungssystem
• Laserausrichtung der CNC-Maschinen
• Neukalibrierung unserer Messtechnik
• Neues Dreh-Fräszentrum, das es uns ermöglicht, komplexe mehrachsige Bauteile in einem einzigen Arbeitsgang aus dem Vollmaterial zum fertigen Bauteil zu fertigen
• Neue Erodiermaschine, die es uns ermöglicht, feinste Bohrungsdetails sowie sämtliche Kühlbohrungen in unsere hausintern gegossenen Turbinenschaufeln einzubringen

GT50-Triebwerk

Seit Jahrzehnten zählt das Risiko einer Überhitzung beim Anlassen zu den größten Sorgen von Piloten beim Besitz eines turbinengetriebenen Hubschraubers – ein Vorfall, der immense Schäden am Triebwerk verursachen kann. Der HX50 verfügt über ein duales FADEC-Triebwerkssteuerungssystem, das all dies grundlegend vereinfacht.

Der Startvorgang ist denkbar einfach: Hauptbatterie einschalten, Avionik einschalten – die Avionik erwacht zum Leben – und anschließend einfach den Startknopf drücken, woraufhin das Triebwerk das gesamte System zum Leben erweckt.

Unser Triebwerksteam und unser Steuerungsteam haben unermüdlich an der Entwicklung jedes einzelnen Elements des Steuerungssystems gearbeitet, welches das Kraftstoffmanagement und den Startergenerator regelt, um das GT50 zum Leben zu erwecken und während des gesamten Betriebsbereichs des HX50 eine stabile Verbrennung sowie bei Bedarf eine sichere Wiederzündung zu gewährleisten.

Darüber hinaus wurden einige der Nebenaggregate nun nahtlos in das Zubehörmodul integriert:

• Komponenten des Schmiersystems
• Zentrale Sensorelemente für das Steuerungs- und Instrumentierungssystem
• Hall-Effekt-Sensoren zur Erfassung der N2-Drehzahl
• Hall-Effekt-Sensoren zur Erfassung des Drehmoments, indem sie die Torsion des Antriebsstrangs im gesamten Triebwerk präzise messen
• Triebwerksaufhängungen sowohl am hinteren als auch am vorderen Ende des Triebwerks, um das GT50 sicher im HX50 zu verankern

Werfen wir einen detaillierten Blick auf die hochentwickelten technologischen Prozesse, die im PC1 in der neuen Präzisions-Laserschweißanlage stattfinden, wo die spezifische Aufgabe darin besteht, die einzelnen gewalzten Ringe der Ringbrennkammer aufzunehmen, in einer Schweißvorrichtung zu montieren und anschließend perfekt reproduzierbare, gasdichte Schweißnähte zwischen den einzelnen Ringschichten zu erzeugen, welche die filmgekühlte Brennkammerauskleidung bilden.

Diese Prozesse sind traditionell extrem arbeitsintensiv, weshalb wir uns intensiv darauf konzentriert haben, diese Komponenten so einzuspannen und zu fixieren, dass wir sie anschließend automatisieren können, um den manuellen Arbeitsaufwand zu eliminieren und das GT50-Verbrennungssystem so kosteneffizient wie möglich zu gestalten.

Eine scheinbar unscheinbare Komponente des GT50-Triebwerks, die jedoch für Leistung, Effizienz, Emissionen und Zuverlässigkeit von entscheidender Bedeutung ist, sind die Kraftstoffeinspritzdüsen, die einer Reihe von Tests auf unserem Laser-Visualisierungsprüfstand unterzogen wurden.

All dies vereint sich auf dem Prüfstand, wo wir die kritischen internen Funktionen des FADEC-Systems feinabstimmen, was es uns ermöglicht, die Flamme stabil zu zünden und das Triebwerk zu steuern, während wir auf höhere Lasten hochfahren und anschließend wieder auf niedrigere Lasten reduzieren, sowie eine automatische Wiederzündung durchzuführen, sollte die Flamme unter Betriebsbedingungen aus irgendeinem Grund erlöschen.

Die Die PC1-Techniklager beherbergen eine Vielzahl an Komponenten, die für das zweite Hauptmodul des GT50-Triebwerks bereitliegen, das nun testbereit ist – das Antriebsstrangmodul.

Sämtliche Wellen- und Montagekomponenten sowie Lager wurden auf unserem Drehzahluntersetzungs-Prüfstand montiert, der es uns ermöglicht, zwei Getriebe in Back-to-Back-Anordnung über einen externen Antriebsmotor anzutreiben, um so das gesamte Betriebsspektrum der Getriebe abzudecken.

Dies ermöglicht es uns, die Leistung des Getriebestrangs selbst, des Schmiersystems sowie die allgemeine Zuverlässigkeit, Leistungsfähigkeit und Effizienz sämtlicher Systemkomponenten zu überprüfen und diese im Anschluss für die Flugerprobung freizugeben.

Entwicklung der Rumpfstruktur

Zu den Kronjuwelen jedes Hubschrauberherstellers zählen die Rotorblätter und die damit verbundene Technologie. Unser hochgradig optimiertes aerodynamisches Design ist der Garant für die hohe Reisegeschwindigkeit des HX50 – doch mit hohen Reisegeschwindigkeiten geht bei jedem Hubschrauber das Risiko inakzeptabel hoher Vibrationen einher.– Jason

In den vergangenen rund neun Monaten haben wir intensiv daran gearbeitet, das dynamische Design des HX50-Rotors, der Kabinenfederung, der Getriebelagerung und der gesamten Strukturdynamik der Zelle selbst zu optimieren.

Wir nutzen moderne Finite-Elemente-Analysen, um die Struktursteifigkeit, die Massenverteilung und das aeroelastische Gesamtdesign jedes HX50-Rotorblatts zu optimieren – und so sicherzustellen, dass sämtliche Eigenschwingungsformen so weit wie nur möglich von den Erregerfrequenzen entfernt liegen.

Wir sind einen überaus mutigen Schritt gegangen, um die auf den Rumpf übertragenen Vibrationen auf ein absolutes Minimum zu reduzieren – und machen den HX50 so zum laufruhigsten 5-Sitzer-Hubschrauber seiner Klasse.– Jason

Derzeit fertigen wir Rotorblattkomponenten für grundlegende Bauteilprüfungen, bevor wir vollständige Rotorblätter für Tests im Originalmaßstab herstellen.

Dem Komfort und den Anliegen unserer Kunden verpflichtet

Einige unserer Piloten und Kunden, die Kufenfahrwerke befürworten und die HX50-Kabine persönlich erproben konnten, stellten fest, dass das vordere Kufenbein einen erheblichen Teil der Türöffnung verdeckte und so den bequemen Ein- und Ausstieg einschränkte.

Wir haben beschlossen, den gesamten Befestigungspunkt der Kufen geringfügig nach vorne zu verlagern – sowie die Profiltiefe des aerodynamischen Kufenprofils zu reduzieren und die Spurweite der Kufen zu verringern, was sowohl den Luftwiderstand als auch das Gewicht senkt – was ein rundum überlegenes Kufendesign ergibt und zudem sicherstellt, dass die Maschine in einen Schiffscontainer passt.

Wir haben eine dezente Anpassung am Drehpunkt unter dem Kabinenboden vorgenommen und diesen etwas weiter nach hinten verlagert. Dies ermöglicht es uns, eine gemeinsame Achse für die Flugsteuerung von Pilot und Copilot zu nutzen, ohne dass der Steuerknüppelkopf des Copiloten dessen Ein- und Ausstieg in die Kabine behindert.

Das Design des Steuerknüppelkopfs wurde aktualisiert und das Friktionssystem integriert, was die zyklische Mechanik erheblich einfacher, leichter und steifer macht und zu einer spürbaren Verbesserung der flugdynamischen Eigenschaften führt.

Das letzte zu entwickelnde Element der Flugsteuerung sind die vollständig einstellbaren Pedale für Pilot und Copilot, für die wir derzeit zwei Varianten evaluieren.

Es ist allgemein bekannt, dass die Sitze in Hubschraubern tatsächlich Folterinstrumente sind – und ich bin absolut entschlossen, dass dies beim HX50 nicht der Fall sein wird. – Jason

Das müssen sie aber nicht sein! In den vergangenen 6 bis 12 Monaten haben wir umfassende Komforttests abgeschlossen und sämtliches praxisrelevante Kundenfeedback eingearbeitet. Wir haben nun die Komfortflächen optimiert und aus verschiedenen Härtegraden von flugtauglichem, carbonfaserverstärktem Schaumstoff gefräst. Die isolierten Energieabsorber-Tests sind abgeschlossen. Als Nächstes folgen die finalen Phasen der Komforttests, bevor das Design des Besatzungssitzes auf Basis der bestehenden, nun eingefrorenen mechanischen Konstruktion finalisiert wird. Wir werden den Sitz für die Produktion, den Prototypenbau und die anschließende Erprobung Anfang des ersten Quartals 2025 freigeben können.

Unsere völlig neue Produktionsanlage für die Verglasung wurde speziell dafür entwickelt, vakuum- und streckgeformte transparente Paneele für schlagfeste und nicht schlagfeste Fenster für die gesamte Plattform herzustellen.

Um optisch makellose Fenster für den HX50 herzustellen, haben wir einen neuen Ansatz für den Werkzeugbau entwickelt, der sowohl für Polycarbonat als auch für Acryl geeignet ist und neue Methoden zur Einspannung und Fixierung des heißen, flexiblen Materials auf dem Werkzeug während des Formprozesses umfasst.

Wir werden diese Methoden in Kürze erproben, um die Leistungsfähigkeit des neu entwickelten Prozesses zu demonstrieren.

Digital Cockpit

Ein weiterer bedeutender Meilenstein in der Entwicklung des HX50 ist erreicht – wir haben nun das Design des Primary Flight Displays für das Digital Cockpit finalisiert.

Das Design selbst hat in den vergangenen zweieinhalb Jahren zahlreiche Iterationen durchlaufen und sich schrittweise durch Testflüge mit Piloten, Kundenfeedback und das konsequente Streben nach Perfektion weiterentwickelt – stets mit dem Ziel, die bewährtesten Elemente traditioneller Analoginstrumente mit allen Vorzügen moderner digitaler Displays zu vereinen. Die Serienversion des PFD ist schärfer, übersichtlicher und ausgereifter als je zuvor. Sie bietet:

• Airspeed- Anzeige, nun optimal im oberen Displaybereich positioniert, mit einem eleganten, geschwungenen Bogen, der sowohl einen Zeiger als auch eine digitale Anzeige bietet
• ein neuer und innovativer Höhenmesser, der Ihre Flughöhe mit einem einzigen Zeiger präzise darstellt – unabhängig von der Höhe über dem Meeresspiegel
• große, gut ablesbare Vertikalgeschwindigkeitsanzeige  
• große Leistungsanzeige, die seit jeher ein zentrales Merkmal des Hill Digital Cockpits ist
• Rotor- und Triebwerksdrehzahlmesser – nun schärfer, klarer und noch intuitiver ablesbar
• Triebwerkstemperatur- und Elektrikanzeigendie im unteren Bildschirmbereich angeordnet sind
• einheitliche Kommunikations- und Transponderleiste

Wie bei früheren Designs haben wir auch den Pass-Through-Layer beibehalten, der Videoaufnahmen der im Bugscheinwerfer installierten Frontkamera als Hintergrund einblendet.Die Farbschemata wurden allesamt sorgfältig abgestimmt, um eine optimale Ablesbarkeit zu gewährleisten – ebenso wie das abgedunkelte Nachtdesign, das den Kontrast für Nachtflüge optimiert und in lichtarmen Umgebungen jegliche Blendwirkung vermeidet. Darüber hinaus haben wir den Infrarot-Pass-Through-Layer integriert, um das Fliegen bei Nacht sicherer als je zuvor zu gestalten. Viele dieser Verfeinerungen sind das direkte Ergebnis des kontinuierlichen Austauschs mit unseren Kunden.

Im neuen Avionik-Labor arbeiten Eric und sein Team an der Implementierung der Serienvariante des Primary Flight Displays für das Digital Cockpit auf der Zielhardware – beginnend mit dem PFD, bevor zum IPI und anschließend zum MFD übergegangen wird.

Der nächste Schritt umfasst die Anbindung an alle Peripheriegeräte – darunter die GPS-Quelle, den Transponder, das COM-Funkgerät und das Audiopanel. Diese werden in den Serienkabelbaum, die Schalter, die Hardware und die Sicherungsautomaten integriert. Anschließend wird das Gesamtsystem in Betrieb genommen und auf einem Montagebrett ausgelegt, bevor es in den ersten flugfähigen HX50 eingebaut wird.