Resumen de la actualización mensual de diciembre sobre el HX50 y sesión de preguntas

En Hill nos propusimos un desafío épico: construir el mejor helicóptero de cinco plazas de la historia, que a su vez necesitaba el motor de turbina ligera más eficiente y rentable del mercado. Para ello, tuvimos que integrar verticalmente toda una cadena de suministro aeroespacial y desplegar la producción en una gigantesca planta de fabricación que diseñamos a medida. En vista de que todos los plazos y objetivos del programa HX50 se están cumpliendo en tiempo y forma, somos muy optimistas respecto de lo que tenemos previsto para 2025.

Hitos importantes

Estamos trabajando en las palas del rotor, el montaje de los patines, los controles de vuelo y los parabrisas. Esto incluye la prueba del motor de arranque/generador, la interfaz de usuario de la pantalla PFD del sistema de aviónica, el sistema eléctrico, el asiento resistente a impactos y el sistema de transmisión.  

El Centro de Producción 1 estuvo equipado y listo para la producción en tan solo nueve meses. Algo que impresiona a cualquiera —mucho más si se tiene en cuenta el maravilloso entorno que ofrece al equipo, ahora convenientemente ubicado bajo un mismo techo— y también a los clientes, que pueden ser testigos de la rapidez con la que avanza el proyecto. 

El alto nivel de calidad inherente al propio helicóptero HX50 se refleja ampliamente en el entorno elegante y futurista de PC1.

Ha sido fascinante ver cómo el proyecto del edificio cobraba vida, lo que nos recuerda cuán enorme es el proyecto, ya que no se trata solo de fabricar un nuevo helicóptero desde cero, sino de instalar y construir toda la infraestructura necesaria para lograrlo. Esto requirió una enorme cantidad de planificación y un intenso trabajo, y es muy gratificante ver cómo todo va saliendo según lo planeado.

Nuestras instalaciones de fabricación integral de materiales compuestos están diseñadas para acomodar toda la dinámica del flujo de materiales en la planta e incluyen:

• zona de almacenamiento
• taller de ajustes (trim shop)
• Fresadora de pórtico, y un sistema de extracción de polvo
• sala limpia de laminado
• horno de curado de materiales compuestos
• sala de pintura

En PC1 contamos con todo el espacio necesario para la producción de gran cantidad de material compuesto para el fuselaje Gen2, lo que ha implicado invertir en muchas máquinas nuevas, entre ellas:

• nuestra primera máquina de corte CNC, que sustituye el laborioso proceso moldear y cortar manualmente cada lámina de fibra de carbono que había que construir minuciosamente y colocar con mucho cuidado en cada molde para fabricar cada elemento de la estructura, mediante un proceso automatizado.
• tecnología de posicionamiento de capas por láser que permite proyectar formas guiadas por láser que indican a cada laminador exactamente dónde colocar cada uno de los elementos cortados en kit CNC en el molde.
• tecnología que facilita el registro digital paso a paso de cada etapa del proceso de laminación y fabricación, lo que garantiza que cada pieza estructural se fabrique a la perfección en todo momento.

Decidimos crear un espacio amplio, diseñado para producir estructuras compuestas aeroespaciales de alta calidad y rigurosos controles, de modo que pudiéramos disponer todas las herramientas y accesorios necesarios para producir el fuselaje completo del HX50 en paralelo, con varios equipos de laminadores trabajando en ellos para alcanzar el ritmo de producción que necesitamos.

Y hay más...

• taller de maquinaria de precisión
• nuevo sistema de control de producción
• alineación láser de máquinas CNC
• recalibración de nuestros equipos de metrología
• nueva máquina de torno con cabezal fresador que nos permite fabricar componentes complejos multieje, desde la pieza en bruto hasta el componente acabado, en una sola operación
• nueva máquina de electroerosión que nos permite añadir orificios finos y todos los orificios de refrigeración a nuestros álabes de turbina fundidos por nosotros mismos

Motor GT50

Durante décadas, una de las mayores preocupaciones de los pilotos que tienen un helicóptero con motor de turbina ha sido el riesgo de sobrecalentamiento en la puesta en marcha, que causa enormes daños en el motor. El HX50 viene con un sistema de control de motor FADEC dual que simplifica todo eso.

El procedimiento de puesta en marcha es sencillo: encendemos la batería principal, encendemos la aviónica —que comenzará a funcionar— y, a continuación, simplemente pulsamos el botón "Start" para que el motor ponga en marcha todo el sistema.

El equipo de motores y nuestro equipo de controles ha trabajado sin cesar para desarrollar cada elemento del sistema de control que se encarga de la gestión del combustible, el motor de arranque/generador, para dar vida al GT50 y mantener una combustión estable y permitir el reencendido, si fuera necesario, durante toda la envolvente de operación del HX50.

Además, se agregaron algunos de los sistemas auxiliares al módulo de accesorios:

• hardware del sistema de lubricación
• elementos clave de los sensores para el sistema de control e instrumentación
• sensores de efecto Hall para captar la velocidad N2  
• sensores de efecto Hall que toman el torque observando la distorsión del sistema de transmisión en todo el motor
• soportes de motor en la parte trasera y delantera del motor para fijar el GT50 al HX50

Echemos un vistazo más de cerca al trabajo de tecnología de vanguardia que se está llevando a cabo en PC1 en la nueva sala de soldadura láser de precisión, donde estamos realizando la tarea específica de tomar los anillos laminados individuales de la cámara de combustión anular, ensamblarlos en un dispositivo de sujeción para soldadura y, a continuación, crear soldaduras perfectamente repetibles y herméticas entre cada una de las capas de los anillos que conforman el revestimiento de combustión refrigerado por película.

Por lo general, estos procesos requieren mucha mano de obra, por esta razón nos hemos enfocado bastante en cómo ajustar y fijar estos componentes para así poder automatizarlos y eliminar la necesidad de mano de obra, haciendo que el sistema de combustión del GT50 sea lo más eficiente y rentable posible.

Una parte aparentemente inocua del motor GT50, pero crucial para su performance, eficiencia, emisiones y fiabilidad, son los inyectores de combustible, que fueron sometidos a una serie de pruebas en nuestro equipo de visualización por láser.

Todo este proceso se lleva a cabo en el dispositivo de pruebas, donde ajustamos las funciones internas esenciales del sistema FADEC, que nos permite encender la llama de forma estable y controlar el motor a medida que vamos aumentando para cargas más altas y luego la reducimos, además de reencenderlo automáticamente si, por alguna razón, la llama se apaga durante el funcionamiento.

Los almacenes de ingeniería de PC1 guardan una amplia gama de componentes listos para el segundo módulo principal del motor GT50, que ya está listo para las pruebas: el módulo del sistema de transmisión.

Todos los componentes del eje, de montaje y rodamientos ya fueron colocados en nuestro equipo de pruebas de reducción de velocidad, que nos permite accionar dos cajas reductoras de forma consecutiva, utilizando un motor de transmisión externo para operar las cajas reductoras en toda su envolvente de operación.

Así podremos verificar la performance del propio sistema de transmisión de engranajes y del sistema de lubricación, junto con la fiabilidad, performance y eficiencia en general de todos los elementos del sistema permitiéndonos, a su vez, liberarlos para las pruebas de vuelo.

Desarrollo del fuselaje

Entre las joyas de la corona de cualquier empresa de helicópteros están las palas del rotor y la tecnología asociada. Nuestro diseño aerodinámico altamente optimizado es la razón de la alta velocidad de crucero del HX50, no obstante, esta alta velocidad de crucero en cualquier helicóptero conlleva el riesgo de vibraciones inaceptablemente altas. - Jason

En los últimos 9 meses, hemos trabajado intensamente para optimizar el diseño dinámico del rotor del HX50, la suspensión del diseño de la cabina, el sistema de montaje de la caja de engranajes y la dinámica estructural general del propio fuselaje.

Hemos utilizado el moderno análisis de elementos finitos para optimizar la rigidez estructural, la distribución de la masa y el diseño aeroelástico general de cada pala del rotor del HX50, asegurándonos de que todos los modos naturales de vibración queden lo más alejados posible de las frecuencias excitantes.

Tomamos una decisión muy audaz para minimizar la cantidad de vibración que puede transmitirse al fuselaje, lo que convierte al HX50 en el helicóptero de 5 plazas más suave de su clase. - Jason

Los elementos de las palas de rotor para las pruebas básicas se están produciendo ahora antes de que fabriquemos las palas de rotor completas para las pruebas a escala real.

Atentos al confort y a las preocupaciones de nuestros clientes

Algunos de nuestros pilotos/clientes que son partidarios de los patines y tuvieron la oportunidad de probar la cabina del HX50 personalmente, notaron que la pata delantera del patín obstruía una buena parte de la entrada a la cabina, a la altura de la abertura de la puerta, limitando la facilidad con la que se puede entrar y salir de la cabina.

Decidimos desplazar ligeramente hacia delante todo el punto de fijación de los patines, reducir la cuerda del perfil aerodinámico de la bandeja del patín y acortar la separación entre los patines, reduciendo tanto la resistencia como el peso, lo que mejoró el diseño general del patín y garantizó que la unidad entrara en un contenedor de transporte.

También hicimos una sutil modificación en el punto de articulación debajo del suelo de la cabina, desplazándolo ligeramente hacia atrás. Esto nos permite usar un mismo eje para el control de vuelo del piloto y del copiloto, sin que la cabeza de la palanca del copiloto bloquee su entrada y salida de la cabina.

Se mejoró el diseño de la cabeza de la palanca y se agregó el sistema de fricción, lo que hace que el mecanismo del control cíclico sea mucho más sencillo, liviano y rígido, logrando una mejora en las características de la dinámica de vuelo.

Los últimos controles de vuelo que se desarrollarán son los pedales totalmente regulables para el piloto y el copiloto, sobre los que actualmente estamos estudiando dos versiones.

Es bien sabido que los asientos de los helicópteros actúan como instrumentos de tortura, y estoy totalmente decidido a que eso no sea así en el HX50. - Jason

¡Pueden ser diferentes! Durante los últimos 6 a 12 meses, llevamos a cabo rigurosas pruebas de confort y tomamos en cuenta todos los comentarios constructivos de los clientes. Mejoramos las superficies de confort y las fresamos en varios niveles de espuma aeronáutica reforzada con carbono. Ya se completaron las pruebas aisladas del amortiguador de energía, así que ahora vienen las etapas finales de las pruebas de confort antes de definir el asiento de la tripulación en torno al diseño mecánico existente que ya se ha establecido. Estaremos listos para lanzar el asiento para su producción, creación de prototipos y pruebas a principios del primer trimestre de 2025.

Nuestra nueva unidad de producción de ventanas fue desarrollada específicamente para fabricar paneles transparentes moldeados al vacío y termoformados para ventanas resistentes y no resistentes a impactos en toda la plataforma.

Para lograr ventanas que fueran ópticamente perfectas para el HX50, desarrollamos una nueva forma de abordar su fabricación, tanto para el policarbonato como para el acrílico, que incluye nuevas formas de fijar y sostener el material caliente y flexible en el molde durante el proceso de moldeado.

Pronto pondremos a prueba estos métodos para demostrar la capacidad del proceso recién desarrollado.

Cabina digital

Hemos alcanzado otro hito importante en el desarrollo del HX50: ya tenemos el diseño de la pantalla de vuelo principal para la cabina digital.

El diseño en sí ha pasado por numerosas iteraciones en los últimos dos años y medio, y ha evolucionado gradualmente a partir de pruebas de vuelo pilotadas, comentarios de los clientes y una búsqueda constante de la perfección en términos de combinar los mejores elementos de los indicadores analógicos tradicionales con todos los beneficios de las pantallas digitales modernas. La versión de producción de la pantalla PFD es más nítida, limpia y refinada que nunca. Incluye:

• indicador de velocidad aerodinámica, ahora convenientemente situado en la parte superior de la pantalla con un arco curvo simple que muestra una aguja y una indicación digital
•  nuevo e innovador altímetro, que utiliza una aguja para mostrar su altitud, independientemente de la altura sobre el nivel del mar
• indicador de velocidad vertical grande y fácil de leer
• indicador grande de potencia una de las características principales de la cabina digital Hill
• tacómetro de rotor y de motor, ahora más nítido, claro y fácil de leer
• indicadores de temperatura del motor y del sistema eléctrico en la parte inferior de la pantalla
• barra de comunicación y transponder homogeneizada

Al igual que en los diseños anteriores, también integramos la capa de transmisión que ofrece imágenes de video como plano de fondo de la cámara instalada en la luz de la nariz en la parte delantera de la aeronave. Se ajustaron todos los esquemas de colores para que funcionen correctamente, al igual que el tema nocturno en tonos suaves que hace que el contraste sea más apropiado para vuelos nocturnos y no encandilar al piloto en entornos con poca luz También integramos la capa de transmisión infrarroja para que volar de noche sea más seguro que nunca. Muchas de estas mejoras son el resultado directo de la interacción con nuestros clientes.

En el nuevo laboratorio de aviónica, Eric y su equipo están implementando la variante de producción de la pantalla de vuelo principal para la cabina digital en el hardware seleccionado, comenzando con la PFD para luego pasar a la interfaz IPI y a la MFD.

La siguiente etapa consiste en conectar todos los dispositivos periféricos, como la fuente GPS, el transponder, la radio de comunicación y el panel de audio; integrarlos con el conjunto de cables de producción, los interruptores, el hardware y los circuit breakers; hacer que todo el sistema funcione y colocarlo en el tablero antes de instalarlo en el primer HX50 listo para volar.