Итоги июльского обновления и сессии вопросов и ответов

Двигатель GT50: готовность на 50%

Двигатель GT50 состоит из четырёх ключевых модулей. На сегодняшний день два из них — стартер-генератор и трансмиссия двигателя — полностью работоспособны и проходят испытания.

Модуль 1: Стартер-генератор

Являясь центральным элементом электрической системы воздушного судна, прототип стартер-генератора прошел испытания во всем диапазоне рабочих скоростей. Что особенно важно, теперь он продемонстрировал способность развивать крутящий момент, достаточный для запуска двигателя GT50.

Для достижения этого результата потребовалось преодолеть значительные трудности в области проектирования высокоскоростных машин, высокоточного производства и создания надежной электроники. Одной из самых сложных задач стала балансировка ротора с допуском менее одного микрона. Первоначальный производственный процесс, требовавший разборки после балансировки, делал это невозможным.

Теперь мы разработали новый производственный процесс и оснастку, которые позволяют выполнять перемагничивание ротора в сборе, что решает эту важнейшую задачу и обеспечивает плавную работу без вибраций, необходимую для длительного срока службы.

Модуль 4: Трансмиссия двигателя

Этот модуль включает понижающий редуктор, приводные валы, систему смазки и опоры двигателя. Ключевые производственные достижения включают:

• Тонкостенные силовые корпуса: Мы успешно производим алюминиевые корпуса авиационного класса с толщиной стенок до 1,5 мм. Данный процесс включает передовое литье, точную термообработку и контролируемую механическую обработку (отработанную на металлических 3D-печатных аналогах) для контроля деформаций и достижения наших критически важных весовых показателей.
• Шестерни авиационного класса: Наш кропотливый 30-этапный процесс производства высококачественных авиационных шестерен увенчался успехом. Используя сверхчистые материалы тройного переплава, точную термообработку и тщательную дробеструйную обработку, мы создаем шестерни с неограниченным усталостным ресурсом. Первые шестерни производства Hill уже проходят испытания на стенде.
• Высокоскоростные подшипники и валы: В настоящее время мы производим отвечающие всем стандартам подшипники авиационного класса прямо здесь, на предприятии PC1, достигая целевой себестоимости. Мы также разработали необходимые методы механической обработки и балансировки длинных тонкостенных концентрических приводных валов, прямолинейность которых крайне сложно сохранить после термообработки.

Испытания и валидация трансмиссии

Для валидации данного оборудования мы разработали специализированный испытательный стенд с замкнутым силовым контуром, в котором две трансмиссии работают навстречу друг другу. Это позволяет нам с высокой точностью контролировать крутящий момент и скорость в условиях высоких нагрузок при минимальном энергопотреблении.

Наша программа испытаний по модульному принципу уже запущена:

1. Система смазки: Первым этапом стала валидация системы смазки: визуальный осмотр всех масляных форсунок, а также калибровка насосов и теплообменника.
2. Функциональные испытания: После подтверждения работоспособности системы смазки трансмиссия была полностью собрана для проверки всех механических систем, датчиков и системы сбора данных.
3. Оптимизация пятна контакта: В настоящее время мы оцениваем пятна контакта зубчатых передач под нагрузкой — это важнейший этап для обеспечения долгосрочной эффективности и долговечности.
4. Ресурсные испытания: После завершения функциональных испытаний мы приступим к полному комплексу инженерных ресурсных испытаний.

Производство ключевых компонентов двигателя

Работа над всеми остальными компонентами двигателя ускоряется в преддверии его первого полноценного запуска.

• Защитный кожух лопаток турбины: Безопасность — наш абсолютный приоритет. Передовое моделирование условий разрушения при превышении допустимой частоты вращения подтвердило, что конструкция корпуса нашего газогенератора способна локализовать обрыв лопатки.
• Рабочее колесо компрессора: Новейшее высокоэффективное титановое рабочее колесо уже в производстве. Теперь оно вытачивается из единой термообработанной заготовки до состояния готовой детали за одну операцию на нашем новом станке MULTUS.
• Топливные форсунки: Для достижения необходимого диапазона регулирования 10:1 мы разработали двухканальную форсунку. Это потребовало проведения масштабной программы НИОКР, включая создание специализированного испытательного стенда с лазерной визуализацией для идеальной настройки геометрии под массовый расход, угол конуса и качество распыления топлива.
• Сопловой аппарат и лопатки турбины: Наша собственная линия литья по выплавляемым моделям теперь стабильно выпускает высококачественные лопатки турбины из никелевых суперсплавов. Вскоре мы получим новую высокотемпературную печь, которая позволит устранить последний незначительный дефект «недолива» на тонкой выходной кромке лопаток.
• Балансировка ротора: Чтобы добиться допуска при балансировке готового ротора в один микрон, мы довели до совершенства производство зубчатых муфт Curvic, которые надежно соединяют компоненты ротора. Эти торцевые зубчатые соединения критически важны для обеспечения идеальной балансировки ротора при каждой сборке.

Путь к первому запуску двигателя

Следующим важным этапом станут испытания газогенератора. Это будет захватывающий момент: сердце двигателя будет выбрасывать воздух с расходом 2,5 кг/с при температуре 800°C на скорости, близкой к скорости звука. Для безопасного управления такой энергией требуется чрезвычайно сложный испытательный стенд (который впоследствии будет модернизирован для тестирования двигателя в сборе). Испытания пройдут поэтапно: холодная прокрутка, розжиг, выход на режим самоподдерживающейся работы и, наконец, тесты на полное ускорение и замедление.

Планер и компоненты HX50

Прогресс не ограничивается двигателем. Основные компоненты планера HX50 переходят от стадии проектирования к физическому производству и испытаниям.

Композитные лопасти несущего винта

Высокоэффективные лопасти несущего винта с межремонтным ресурсом (TBO) 20 000 часов находятся на этапе изготовления оснастки. Мы только что завершили механическую обработку первого прототипа оснастки для лопасти несущего винта HX50.

Эта сложная оснастка представляет собой пресс-форму для формования безавтоклавного углепластика за один цикл. Она оснащена 15 электрическими патронными нагревателями под управлением ПЛК для равномерного отверждения, а также подпружиненной компенсационной системой для контроля теплового расширения.

Системы шасси

Проектирование серийного варианта шасси завершено.

• Колёсное шасси (стандартное): Оснащено надёжными олеопневматическими стойками и, что немаловажно, дублированными электрическими приводами. Полностью электрическая конструкция привода шасси исключает необходимость в отдельной гидравлической системе для этой функции, тем самым устраняя потенциальные места утечек, упрощая техническое обслуживание и обеспечивая выпуск за 6 секунд на скоростях до 120 узлов.
• Полозковое шасси (опционально): Более простая упругопластичная конструкция, обеспечивающая снижение массы на 10 кг.

Испытательные стенды для тестов на сбрасывание, тестирования колёс и механизмов выпуска в настоящее время находятся в разработке.

Фюзеляж второго поколения и энергопоглощающие кресла

Первым элементом фюзеляжа второго поколения, который будет изготовлен, станет хвостовая балка. Её производство будет осуществляться с применением наших новых процессов создания шаблонов и оснастки, раскроя деталей на станках с ЧПУ и лазерного позиционирования слоёв для контроля качества.

Параллельно с этим было завершено проектирование энергопоглощающего кресла экипажа — после масштабных работ по оптимизации эргономики и отделки. Благодаря передовому цифровому моделированию краш-тестов с применением виртуальных манекенов мы оптимизировали конструкцию, чтобы снизить нагрузки на позвоночник, исключить «подныривание» человека под ремень безопасности и выполнить все сертификационные требования, уложившись при этом в заданные показатели стоимости и массы.

Ударопрочное ветровое стекло

Уникальная задача для чистой аэродинамики HX50 — обеспечить защиту от столкновения с птицами без внешних механических крепёжных элементов. Мы разрабатываем надёжную конструкцию клеевого соединения, способную выдерживать значительные деформации при ударе птицы. Масштабное моделирование и испытания материалов подтверждают, что это элегантное решение без крепёжных элементов будет успешным.

Авионика

Интеграция электрической системы

Электрическая система HX50 успешно проходит отработку на нашем полноразмерном испытательном стенде. Высоковольтная система (стартер-генератор, блок управления электропитанием) функционирует. В настоящее время наши специалисты по авионике интегрируют всю низковольтную систему — от жгутов проводки и разъёмов шпангоутов до автоматов защиты сети и распределительных шин. Этот испытательный стенд позволяет нам устранить все проблемы на уровне системы до установки компонентов на прототип воздушного судна.

Hill Digital Cockpit (HDC)

Серийная версия Hill Digital Cockpit уже работает на штатном аппаратном обеспечении и полностью интегрирована со всеми периферийными системами.

Пользовательский интерфейс

Наш основной пилотажный дисплей (PFD) разработан для максимальной наглядности и минимальной рабочей нагрузки:

• Основные приборы:Крупный авиагоризонт обрамлён чёткими и контрастными шкалами воздушной скорости и пространственного положения. Индикатор горизонтальной обстановки (HSI) объединяет компас, маркер ветра и данные о воздушном движении ADS-B.
• Инновационный высотомер:Мы заменили неудобный многострелочный высотомер понятным прибором с одной стрелкой. Весь циферблат отображает диапазон в 1 000 футов, а цифровые значения динамически обновляются по мере набора или снижения высоты, что делает показания исключительно легко читаемыми.
• Индикатор первого предельного параметра мощности:Этот прибор отображает мощность двигателя в процентах, а динамические таймеры автоматически появляются при переходе на ограниченные по времени режимы работы (например, 5-минутный взлётный режим), гарантируя, что вы всегда будете осведомлены об эксплуатационных ограничениях двигателя.
• Интеллектуальная система оповещений:Помимо дублирующей аппаратной панели сигнализации, система HDC мгновенно предоставляет понятные текстовые инструкции. Если обнаружен «Пожар двигателя», соответствующая процедура из РЛЭ автоматически выводится прямо на экран, сводя к минимуму рабочую нагрузку на пилота в аварийной ситуации.
• Интегрированная панель управления радиосвязью:Сенсорная панель управления радиосвязью обеспечивает удобное управление частотами и даже синхронизирует список «избранного» из приложения для планирования полётов Hill на вашем планшете.

Аппаратное обеспечение и резервирование

Подлинная инновация системы заключается в её архитектуре безопасности. Бортовое оборудование работает на двух основных процессорах:

1. Основной дисплейный процессор собирает все данные с датчиков (ADAHRS, GPS, параметры двигателя и т. д.)
2. Вторичный дисплейный процессор формирует великолепный пользовательский интерфейс, который вы видите.

Ключевая функция обеспечения безопасности заключается в том, что основной процессор непрерывно проверяет видеосигнал на выходе вторичного процессора, пиксель за пикселем. При обнаружении любой ошибки — сбоя, зависания или недостоверной информации — он мгновенно перехватывает сигнал и отображает пилоту простой резервный PFD. Это обеспечивает беспрецедентный уровень резервирования.

Управление у вас под рукой

Система управляется с помощью рукоятки циклического шага, на которой расположены: селектор режимов автопилота, кнопка активации переговорного устройства, кнопка переключения радиостанций, переключатель посадочных огней (с режимом «строб» для отпугивания птиц) и гашетка снятия усилий.