Nós da Hill nos propusemos um desafio épico: construir o melhor helicóptero de cinco lugares já produzido, que, por sua vez, precisava do motor à turbina leve mais econômico já feito. Para fazer isso, tivemos que integrar verticalmente toda uma cadeia de suprimentos aeroespacial e desenrolar a produção em uma enorme instalação de fabricação projetada sob medida. Com todos os aspectos do programa HX50 sendo entregues no prazo e dentro do esperado, estamos ansiosos por tudo o que esperamos alcançar em 2025.

Principais marcos

O trabalho está progredindo com as pás do rotor, a montagem dos patins, os controles de voo e os para-brisas. Isso inclui testes do gerador de partida, da interface de usuário do PFD dos aviônicos, do sistema elétrico, do assento resistente a impactos e também do sistema de transmissão.  

O Centro de Produção 1 foi equipado e configurado para produção em apenas nove meses. É impressionante para qualquer padrão, especialmente pelo ambiente incrível que proporciona à equipe, agora convenientemente reunida sob o mesmo teto, e também para os clientes, que podem acompanhar de perto a rápida evolução do projeto. 

A alta qualidade inerente ao próprio helicóptero HX50 é amplamente refletida no ambiente limpo e futurista do CP1.

Foi fascinante ver a planta baixa do edifício ganhar vida, e um lembrete da grandiosidade do projeto, não apenas pelo fato de criar um novo helicóptero do zero, mas também de instalar e construir toda a infraestrutura necessária para a tarefa. Isso envolveu uma quantidade incrível de planejamento e muito trabalho duro; é tremendamente gratificante ver tudo se desenrolar conforme o planejado.

O layout da nossa unidade de fabricação de compostos de ponta a ponta foi projetado para acomodar a maneira como o material flui pela unidade e inclui:

• área de armazenamento
• oficina de acabamento
• fresadora de pórtico e sistema de extração de pó associado
• sala limpa de laminação
• forno de cura de compostos
• instalação para pintura

Temos todo o espaço necessário no CP1 para produção de alto volume de compostos para a fuselagem Gen2, e isso significou investir em muitas máquinas novas, incluindo:

• nossa primeira máquina de corte CNC que substitui o trabalhoso processo de modelagem e corte manual de camadas individuais de fibra de carbono que precisavam ser meticulosamente construídas e colocadas com muito cuidado em cada molde para fazer cada elemento da estrutura, por um processo automatizado.
• tecnologia de posicionamento de camadas a laser que permite a projeção de formas de orientação a laser que informam a cada laminador exatamente onde colocar cada um dos elementos cortados em kit CNC no molde.
• tecnologia que fornece um registro digital passo a passo de cada etapa do processo de laminação e fabricação, garantindo que cada peça estrutural seja feita perfeitamente todas as vezes.

Projetamos intencionalmente um amplo espaço para produzir estruturas compostas aeroespaciais de alta qualidade e rigoroso controle, permitindo a disposição de todas as ferramentas e dispositivos necessários para produzir a fuselagem inteira do HX50 em paralelo, com várias equipes de laminadores trabalhando simultaneamente para atingir as taxas de produção que precisamos.

E tem mais...

• oficina mecânica de precisão
• novo sistema de controle de produção
• alinhamento a laser de máquinas CNC
• recalibração da nossa metrologia
• nova máquina de fresagem e torneamento que nos permite produzir componentes multieixos complexos, desde a peça bruta até o componente acabado, em uma única operação
• nova máquina de eletroerosão que nos permite adicionar detalhes de furos finos e todos os furos de resfriamento às nossas pás de turbina fundidas internamente

Motor GT50

Durante décadas, uma das maiores preocupações dos pilotos que possuem um helicóptero com motor à turbina tem sido o risco de superaquecimento na partida, causando enormes danos ao motor. O HX50 vem com um sistema de controle de motor FADEC duplo que simplifica tudo isso.

O procedimento de partida é simples: ligue a bateria principal, ligue os aviônicos, que serão ativados e, em seguida, basta pressionar o botão de partida para que o motor acione todo o sistema.

A equipe de motores e nossa equipe de controles têm trabalhado incansavelmente para desenvolver cada elemento do sistema de controle que executa o gerenciamento de combustível, o gerador de partida, para dar vida ao GT50 e manter a combustão estável e religamento, se necessário, durante todo o envelope operacional do HX50.

Além disso, alguns dos sistemas auxiliares foram adicionados ao módulo de acessórios:

• hardware do sistema de lubrificação
• elementos-chave dos sensores para o sistema de controle e instrumentação
• sensores de efeito Hall usados para captar a velocidade N2  
• sensores de efeito Hall que captam o torque observando a distorção do sistema de transmissão em todo o motor
• suportes de motor na parte traseira e dianteira do motor para fixar o GT50 ao HX50

Vamos dar uma olhada mais detalhada no trabalho avançado de tecnologia que está sendo realizado no CP1, na nova instalação de soldagem a laser de precisão, onde está sendo conduzida a tarefa específica de pegar os anéis laminados individuais do combustor anular, montá-los em um dispositivo de soldagem e, em seguida, criar soldas estanques a gás perfeitamente repetíveis entre cada uma das camadas dos anéis que compõem a camada de combustão resfriada por filme.

Esses processos tradicionalmente exigem muita mão de obra, por isso, temos nos concentrado bastante em como posicionar e fixar esses componentes para que mais tarde possamos automatizá-los e eliminar a necessidade de trabalho manual, tornando o sistema de combustão do GT50 o mais econômico possível.

Uma parte aparentemente inócua do motor GT50 que é crucial para o desempenho, eficiência, emissões e confiabilidade do motor são os bicos injetores de combustível, que passaram por uma série de testes em nosso equipamento de visualização a laser.

Todo esse processo se integra no equipamento de testes, onde estamos ajustando as funções internas essenciais do sistema FADEC, que nos permite acender a chama de forma estável e controlar o motor à medida que aumentamos para cargas mais altas e depois diminuímos para cargas mais baixas, além de fazer a reignição automática se, por qualquer motivo, a chama se apagar durante as condições operacionais.

Os almoxarifados de engenharia do CP1 armazenam uma ampla variedade de componentes prontos para o segundo módulo principal do motor GT50, que está pronto para testes: o módulo do sistema de transmissão.

Todos os componentes do eixo, montagem e rolamentos foram montados em nosso equipamento de teste de redução de velocidade, o que nos permite acionar duas caixas de engrenagens consecutivamente, usando um motor de acionamento externo para operar as caixas de engrenagens em todo o seu envelope operacional.

Isso nos permitirá verificar o desempenho do próprio sistema de transmissão da caixa de engrenagens, do sistema de lubrificação e da confiabilidade, desempenho e eficiência geral de todos os elementos do sistema, permitindo-nos, por sua vez, liberá-los para testes de voo.

Desenvolvimento da fuselagem

Entre as joias da coroa de qualquer empresa de helicópteros estão as pás do rotor e a tecnologia associada. Nosso design aerodinâmico extremamente otimizado é responsável pela alta velocidade de cruzeiro do HX50, porém, em qualquer helicóptero, a alta velocidade de cruzeiro traz o risco de vibração inaceitavelmente alta. — Jason

Nos últimos 9 meses, temos trabalhado intensivamente para otimizar o design dinâmico do rotor do HX50, a suspensão do design da cabine, o sistema de montagem da caixa de engrenagens e a dinâmica estrutural geral da própria fuselagem.

Temos usado a análise moderna de elementos finitos para otimizar a rigidez estrutural, a distribuição de massa e o design aeroelástico geral de cada pá do rotor do HX50, garantindo que todos os modos naturais de vibração fiquem o mais distante possível das frequências excitantes.

Tomamos uma atitude muito ousada para minimizar a quantidade de vibração que pode ser transmitida para a fuselagem, tornando o HX50 o helicóptero de cinco lugares mais suave de sua classe. — Jason

Os elementos das pás do rotor para testes elementares estão sendo produzidos antes de fabricarmos as pás do rotor completas para testes em escala real.

Atenção ao conforto e às preocupações dos nossos clientes

Alguns de nossos pilotos/clientes, que são defensores dos patins, e tiveram a oportunidade de conhecer a cabine do HX50 pessoalmente, observaram que a perna dianteira do patim obstruía uma parte significativa da abertura da porta da cabine, limitando a facilidade de entrada e saída.

Decidimos mover todo o ponto de montagem do patim um pouco para a frente e também reduzir o cabo do perfil aerodinâmico da bandeja do patim e encolher o trilho dos patins, reduzindo tanto o arrasto quanto o peso, criando assim um melhor design geral dos patins e garantindo que a unidade caiba dentro de um contêiner de transporte.

Fizemos uma modificação sutil no ponto de articulação abaixo do piso da cabine, trazendo-o um pouco mais para trás. Isso nos permite usar um eixo comum para o controle de voo do piloto e do copiloto, sem que a cabeça do manche do copiloto bloqueie sua entrada e saída da cabine.

O design da cabeça do manche foi atualizado e o sistema de fricção foi adicionado, tornando o mecanismo cíclico significativamente mais simples, leve e rígido, levando a uma melhoria nas características da dinâmica de voo.

O último dos controles de voo a ser desenvolvido são os pedais totalmente ajustáveis do piloto e do copiloto, para os quais estamos atualmente avaliando duas versões.

É amplamente reconhecido que os assentos de helicópteros são, na verdade, instrumentos de tortura, e estou absolutamente determinado a garantir que esse não seja o caso do HX50. — Jason

Eles podem ser diferentes! Nos últimos 6 a 12 meses, concluímos testes abrangentes de conforto e integramos todos os feedbacks práticos dos clientes. Agora, aprimoramos as superfícies de conforto e as fresamos em vários níveis de espuma aeronáutica reforçada com carbono. Os testes do absorvedor de energia isolado foram concluídos, e as próximas etapas são os testes finais de conforto antes de definir o assento da tripulação com base no design mecânico existente, que já foi finalizado. Poderemos liberar o assento para produção, prototipagem e testes no início do primeiro trimestre de 2025.

Nossa nova instalação de produção de vidros foi desenvolvida especificamente para fabricar painéis transparentes moldados a vácuo e por conformação térmica, para janelas resistentes e não resistentes a impactos em toda a plataforma.

Para produzir janelas opticamente perfeitas para o HX50, desenvolvemos uma nova abordagem de fabricação, tanto para policarbonato quanto para acrílico, incluindo novas formas de fixação e sustentação do material quente e flexível no molde durante o processo de conformação.

Em breve testaremos esses métodos para demonstrar a capacidade do processo recém-desenvolvido.

Cockpit digital

Outro marco importante no desenvolvimento do HX50 foi alcançado: agora finalizamos o design do display de voo primário para o cockpit digital.

O design em si passou por inúmeras iterações nos últimos dois anos e meio, evoluindo gradualmente a partir de testes de voo pilotados, feedback de clientes e uma busca consistente pela perfeição em termos de combinação dos melhores elementos dos medidores analógicos tradicionais com todos os benefícios dos displays digitais modernos. A versão de produção do PFD está mais nítida, limpa e refinada do que nunca. Ele apresenta:

• indicador de velocidade do ar agora convenientemente posicionado na parte superior do display, com um arco curvo simples exibindo uma agulha, além de uma indicação digital
• novo e inovador indicador de altitude que usa uma agulha para apresentar sua altitude, independentemente da altitude que você esteja acima do nível do mar
• indicador de velocidade vertical grande e fácil de ler
• indicador grande de potência que sempre foi uma característica principal do cockpit digital Hill
• tacômetro do rotor e do motor, agora mais nítido, claro e fácil de ler
• temperatura do motor e medidores elétricos dispostos na parte inferior da tela
• barra de comunicação e transponder homogenizada

Assim como nos designs anteriores, também integramos a camada de passagem, que exibe imagens de vídeo como plano de fundo, captadas pela câmera instalada na luz do nariz na parte frontal da aeronave. Todos os esquemas de cores foram ajustados para funcionar adequadamente, assim como o tema noturno suave que torna o contraste mais apropriado para voos noturnos, de modo a não ofuscar em ambientes com pouca luz. Também integramos a camada de passagem infravermelha para tornar o voo noturno mais seguro do que nunca. Muitos desses refinamentos são resultado direto da interação com nossos clientes.

No novo laboratório de aviônicos, Eric e sua equipe estão implementando a variante de produção do display de voo primário para o cockpit digital no hardware designado, começando pelo PFD para, em seguida, avançar para o IPI e o MFD.

A próxima etapa é conectar todos os dispositivos periféricos, como a fonte de GPS, transponder, rádio de comunicação e painel de áudio; integrá-los ao chicote de fiação de produção, interruptores, hardware e disjuntores; fazer todo o sistema funcionar e organizá-lo no painel de montagem antes de ser transplantado para o primeiro HX50 em voo.