Обзор ежемесячного обновления по HX50 за декабрь и сессии вопросов и ответов

Мы в Hill поставили перед собой грандиозную задачу — создать лучший в мире пятиместный вертолёт, для которого, в свою очередь, потребовался самый экономичный лёгкий газотурбинный двигатель из когда-либо созданных. Для этого нам пришлось вертикально интегрировать всю аэрокосмическую цепочку поставок и развернуть производство на огромном, специально спроектированном производственном комплексе. Поскольку все направления программы HX50 реализуются точно в срок и в полном соответствии с целевыми показателями, мы с оптимизмом смотрим в будущее и на всё, чего надеемся достичь в 2025 году.

Ключевые этапы

Работы ведутся над лопастями несущего винта, креплением полозкового шасси, системами управления полётом и ветровыми стёклами. В их рамках проводятся испытания стартера-генератора, пользовательского интерфейса авионики PFD, электрической системы, энергопоглощающего кресла, а также трансмиссии.

Производственный центр 1 был оснащён и подготовлен к производству всего за девять месяцев. Это впечатляет по любым меркам — и прежде всего с точки зрения великолепных условий, которые он обеспечивает для команды, теперь работающей под одной крышей, а также для клиентов, которые могут собственными глазами убедиться в том, насколько стремительно продвигается проект.

Высокое качество, присущее самому вертолёту HX50, в полной мере отражается в чистом, футуристическом пространстве ПЦ1.

Наблюдать за тем, как проект здания обретает реальные очертания, было невероятно увлекательно — и вместе с тем это напоминание о том, насколько масштабным является данное предприятие: ведь речь идёт не просто о создании нового вертолёта с нуля, но и о строительстве и монтаже всей необходимой инфраструктуры. Это потребовало колоссального объёма планирования и огромной самоотдачи — и видеть, как всё реализуется в точном соответствии с планом, невероятно воодушевляет.

Планировка нашего комплексного производства композитных конструкций разработана с учётом движения материалов по всему предприятию и включает:

• зона хранения
• участок раскроя и обрезки
• портальный фрезерный станок и сопутствующая система пылеудаления
• чистое помещение для ламинирования
• печь для отверждения композитных материалов
• окрасочный комплекс

В PC1 у нас есть всё необходимое пространство для крупносерийного производства композитных элементов для фюзеляжа Gen2, и это потребовало значительных инвестиций в новое оборудование, в том числе:

• наш первый станок с ЧПУ для раскроя материалов, который заменяет трудоёмкую ручную разметку и обрезку отдельных слоёв углеродного волокна — ранее их приходилось кропотливо выкладывать и тщательно размещать в каждой форме для изготовления каждого элемента конструкции — автоматизированным процессом.
• технологию лазерного позиционирования слоёв, которая проецирует лазерные контурные ориентиры, точно указывающие каждому ламинировщику, куда укладывать каждый раскроенный на станке с ЧПУ элемент в форму.
• технологию, обеспечивающую пошаговую цифровую регистрацию каждого этапа процесса ламинирования и производства и гарантирующую стабильно безупречное изготовление каждой конструктивной детали.

Мы целенаправленно создали огромное пространство, предназначенное для выпуска строго контролируемых высококачественных авиационных композитных конструкций, чтобы разместить все инструменты и оснастку, необходимые для производства всего планера HX50 параллельно, и задействовать несколько бригад ламинировщиков работаем над этим для достижения необходимых темпов производства.

И это ещё не всё...

• цех высокоточной механообработки
• новая система управления производством
• лазерная выверка станков с ЧПУ
• перекалибровка нашего метрологического оборудования
• новый токарно-фрезерный станок, который позволяет нам изготавливать сложные многоосевые компоненты из заготовки до готовой детали за одну операцию
• новый электроэрозионный станок позволяющий нам выполнять точные отверстия и все каналы охлаждения в лопатках турбины, отлитых на собственных мощностях

Двигатель GT50

На протяжении десятилетий одним из главных опасений пилотов при эксплуатации вертолётов с газотурбинным двигателем был риск перегрева при запуске, способного причинить значительный ущерб двигателю. HX50 оснащён двухканальной системой управления двигателем FADEC, которая значительно упрощает этот процесс.

Процедура запуска предельно проста: включите главный аккумулятор, включите авионику — авионика активируется, — затем просто нажмите кнопку запуска, и двигатель приведёт всю систему в рабочее состояние.

Команда разработчиков двигателя и команда по системам управления неустанно работают над созданием каждого элемента системы управления, которая контролирует подачу топлива и работу стартер-генератора, чтобы запускать GT50, поддерживать стабильное горение и выполнять повторный розжиг при необходимости во всём эксплуатационном диапазоне HX50.

Кроме того, ряд вспомогательных систем теперь интегрирован в модуль вспомогательного оборудования:

• элементы системы смазки
• ключевые датчики системы управления и контроля
• датчики Холла для измерения частоты вращения N2
• датчики Холла для измерения крутящего момента на основе деформации трансмиссии по всей длине двигателя
• опоры двигателя как в задней, так и в передней части двигателя для крепления GT50 к HX50

Давайте подробнее рассмотрим передовые технологические разработки, которые ведутся в PC1 в новом Центре точной лазерной сварки, где выполняется конкретная задача: отдельные вальцованные кольца кольцевой камеры сгорания собираются в сварочном приспособлении, после чего между каждым из слоёв колец, образующих плёночно-охлаждаемую обшивку камеры сгорания, создаются идеально воспроизводимые газонепроницаемые сварные швы.

Эти процессы традиционно крайне трудоёмки, поэтому мы уделяем особое внимание разработке оснастки и приспособлений для данных компонентов, чтобы в дальнейшем автоматизировать их и исключить ручной труд, сделав систему сгорания GT50 максимально экономически эффективной.

Одним из кажущихся незначительными элементов двигателя GT50, имеющих решающее значение для его рабочих характеристик, эффективности, уровня выбросов и надёжности, являются топливные форсунки, которые прошли серию испытаний на нашем стенде лазерной визуализации.

Всё это объединяется на испытательном стенде, где мы настраиваем критически важные внутренние функции системы FADEC, которая позволяет нам обеспечивать стабильное воспламенение и управлять двигателем при повышении нагрузки и её последующем снижении, а также осуществлять автоматический повторный розжиг, если по какой-либо причине в эксплуатационных условиях происходит срыв пламени.

Склад технических комплектующих PC1 содержит огромное количество компонентов, готовых для второго основного модуля двигателя GT50, готового к испытаниям, — модуля трансмиссии.

Все валы, крепежные детали и подшипники смонтированы на нашем испытательном стенде понижающего редуктора, который позволяет нам испытывать два редуктора в паре, используя внешний приводной двигатель для обеспечения их работы во всём диапазоне эксплуатационных режимов.

Это позволит нам проверить рабочие характеристики зубчатой передачи как таковой, системы смазки, а также общую надёжность, рабочие параметры и эффективность всех элементов системы, что, в свою очередь, позволит нам допустить их к лётным испытаниям.

Разработка планера

Среди главных достижений любой вертолётной компании — лопасти несущего винта и сопутствующие технологии. Наша высокооптимизированная аэродинамическая конструкция обеспечивает высокую крейсерскую скорость HX50, однако высокая крейсерская скорость у любого вертолёта сопряжена с риском недопустимо высокой вибрации. — Джейсон

Примерно в течение последних девяти месяцев мы вели масштабную работу по оптимизации динамической конструкции несущего винта HX50, конструкции подвески кабины, системы крепления редуктора и общей структурной динамики планера в целом.

Мы применяем современный метод конечных элементов для оптимизации структурной жёсткости, распределения масс и общей аэроупругой конструкции каждой лопасти несущего винта HX50 — чтобы все собственные частоты колебаний были максимально удалены от вынуждающих частот.

Мы пошли на очень смелый шаг, чтобы свести к минимуму уровень вибраций, передаваемых на фюзеляж, благодаря чему HX50 стал 5-местным вертолётом с самым плавным ходом в своём классе. — Джейсон

В настоящее время уже производятся элементы лопастей несущего винта для поэлементных испытаний — прежде чем мы приступим к изготовлению полноразмерных лопастей для полномасштабных испытаний.

Внимание к комфорту и пожеланиям наших клиентов

Некоторые из наших клиентов-пилотов, предпочитающих полозковое шасси, смогли лично оценить кабину HX50 и отметили, что передняя стойка шасси перекрывает значительную часть дверного проёма, затрудняя посадку и высадку.

Мы приняли решение сместить всё крепление полозкового шасси вперёд — незначительно, а также уменьшить хорду аэродинамического профиля обтекателей и сократить колею полозьев, снизив тем самым как лобовое сопротивление, так и массу, что позволило создать более совершенную конструкцию полозкового шасси в целом и обеспечить возможность его размещения в транспортном контейнере.

Мы внесли небольшое изменение в положение точки вращения под полом кабины, сместив её немного назад. Это позволяет нам использовать общую ось для органов управления пилота и второго пилота так, чтобы ручка управления второго пилота не мешала его посадке в кабину и выходу из неё.

Конструкция рукоятки управления была обновлена, а также добавлена система фрикционного демпфирования, что делает механизм циклического управления значительно проще, легче и жёстче, что приводит к улучшению характеристик динамики полёта.

Последними из разрабатываемых органов управления полётом стали полностью регулируемые педали пилота и второго пилота, для которых мы в настоящее время сравниваем два варианта исполнения.

Общепризнано, что вертолётные кресла — это, по сути, орудия пыток, и я абсолютно твёрдо намерен сделать так, чтобы в случае с HX50 всё было иначе. — Джейсон

Так быть не должно! За последние 6–12 месяцев мы завершили масштабные испытания на комфорт и учли все практические отзывы клиентов. Теперь мы улучшили поверхности, обеспечивающие комфорт и отфрезеровали их из нескольких марок авиационной углеродсодержащей пены. Испытания отдельных энергопоглощающих элементов завершены, поэтому следующим этапом станут финальные испытания на комфорт перед окончательным утверждением конструкции кресла экипажа на базе уже утверждённой механической части. Мы сможем передать кресло в производство, создание прототипов и последующие испытания в начале первого квартала 2025 года.

Наш совершенно новый производственный участок остекления был специально разработан для изготовления прозрачных панелей методами вакуумного и свободного формования — как для ударопрочных, так и для обычных окон всей платформы.

Для производства оптически безупречных окон для HX50 мы разработали новый подход к оснастке, как для поликарбоната, так и для акрила, включая новые способы фиксации и прижима горячего гибкого материала к форме в процессе формования.

В скором времени мы приступим к испытаниям этих методов, чтобы продемонстрировать возможности недавно разработанного процесса.

Digital Cockpit

Ещё одна важная веха в разработке HX50 достигнута — теперь мы окончательно утвердили дизайн основного пилотажного дисплея для цифровой кабины.

Сам дизайн прошёл через множество итераций за последние два с половиной года, постепенно совершенствуясь по результатам пилотируемых лётных испытаний, отзывов клиентов и неизменного стремления к совершенству в сочетании лучших элементов традиционных аналоговых приборов со всеми преимуществами современных цифровых дисплеев. Серийная версия PFD стала более чёткой, лаконичной и совершенной, чем когда-либо прежде. Она включает:

• указатель воздушной скорости теперь удобно расположен в верхней части дисплея — простая дугообразная шкала обеспечивает отображение как стрелочного, так и цифрового значения
• новый оригинальный указатель высоты, который использует одну стрелку для отображения вашей высоты, независимо от того, насколько высоко над уровнем моря вы находитесь
• крупный, легкочитаемый указатель вертикальной скорости  
• крупный индикатор мощности, который всегда был одним из ключевых элементов Hill Digital Cockpit
• тахометры несущего винта и двигателя, которые теперь стали более чёткими, ясными и легкочитаемыми
• индикаторы температуры двигателя и параметров электросистемы расположены в нижней части экрана
• унифицированная панель управления связью и транспондером

Как и в предыдущих версиях дизайна, здесь также предусмотрен сквозной видеослой, обеспечивающий вывод видео в качестве фона с камеры, установленной в носовой фаре в передней части воздушного судна. Все цветовые схемы были скорректированы для корректной работы, как и приглушённая ночная тема, которая делает контраст более подходящим для ночных полётов во избежание ослепления в условиях слабой освещённости. Помимо этого, мы интегрировали инфракрасный сквозной видеослой, чтобы сделать ночные полёты безопаснее, чем когда-либо прежде. Многие из этих усовершенствований стали непосредственным результатом взаимодействия с нашими клиентами.

В новой лаборатории авионики Эрик и его команда реализуют серийный вариант основного пилотажного дисплея для цифрового кокпита на целевом оборудовании, начиная с PFD, а затем переходя к IPI и MFD.

Следующий этап — подключение всех периферийных устройств, таких как источник данных GPS, транспондер, радиостанция связи и аудиопанель; их интеграция с серийным жгутом проводки, переключателями, оборудованием и автоматами защиты сети; обеспечение полноценной работы всей системы и её компоновка на стенде перед установкой на первый летающий HX50.