KUNDENHERAUSFORDERUNG
Bell Helicopter mit Hauptsitz in Fort Worth im US-amerikanischen Texas ist ein branchenführender Flugzeughersteller und das erste Unternehmen, das die kommerzielle Zulassung für einen Hubschrauber erhielt. In seiner mehr als acht Jahrzehnte umspannenden Geschichte hat Bell Helicopter mehr als 35.000 Verkehrs- und Militärflugzeuge geliefert. Das Unternehmen ist eine weltweit vertrauenswürdige Marke und ein führender Anbieter von Senkrechtstart-Fluggeräten.
Um in einer wettbewerbsintensiven und stark regulierten Branche die Nase vorn zu haben, muss Bell Helicopter innovative Produkte so schnell und kosteneffizient wie möglich auf den Markt bringen, wobei das Vertrauen in die Leistungsfähigkeit jeder neuen Konstruktion überwiegt. Dies macht genaue Testdaten zu einer äußerst wertvollen Ressource. Niemand weiß das besser als Mark Southard, leitender Prüfingenieur für den 525 Relentless von Bell, der über ein voll integriertes Avionik-Flugdeck und ein fortschrittliches Fly-by-Wire-Flugsteuerungssystem verfügt. Sobald die Planungen für das Testprogramm 525 begannen, stellte das Prüflabor für mechanische Systeme fest, dass ihm der Platz ausging.
„Es wurde sehr früh klar, dass unsere Testeinrichtung die Grundfläche der Prüfvorrichtungen nicht aufnehmen konnte, die wir für den 525 Relentless benötigen würden“, so Southard. „Nach umfangreichen Recherchen kamen wir zu dem Schluss, dass die beste Option darin liegt, einen bestehenden Hangar in eine Überlauftestanlage umzubauen.“
Southard ist der Kurator der neuen Einrichtung, deren Bau 2014 begann und die jetzt mit der Erprobung von Flugzeugkomponenten für den Bell 505 Jet Ranger X beschäftigt ist. In Kürze wird die Einrichtung mit der Erprobung von Komponenten und der Flugzeugzelle in Originalgröße für den 525 beginnen, gefolgt von der Erprobung von 525 Rotorkomponenten. Um an diesen Punkt zu gelangen, war jedoch viel harte Arbeit nötig.
„Es war ein sehr herausforderndes Jahr, um sicherzustellen, dass alles richtig eingerichtet war, um unsere neuen Testprogramme unterzubringen“, erklärt Southard. „Eine der Möglichkeiten, wie wir die Risiken für unser Budget und den Zeitplan abmildern, ist eine zuverlässige Infrastruktur. Wir brauchten Testgeräte, die zuverlässig genaue Daten liefern, welche die Zertifizierung und Verifizierung unserer Produkte unterstützen.“
MTS-LÖSUNG
Die neue Anlage belegt eine Fläche von 20.000 Quadratmetern auf dem Campus des Unternehmens in Fort Worth. Zurzeit sind sechs Ingenieure und fünf Techniker mit aktiven und anstehenden Tests im neuen Prüflabor beschäftigt. Derzeit sind 12 unabhängige Testmaschinen für den Hänger geplant, deren Grundflächen von 5 × 14 Fuß bis 20 × 50 Fuß reichen.
„Als wir die neue Anlage entwarfen, waren eine zuverlässige Hydraulik und Teststeuerungen zwei der wichtigsten Prioritäten“, so Southard. „Das ist genau, was MTS beigetragen hat. Wir reduzieren das Risiko schlechter Daten mit den Aktuatoren von MTS, über die wir eine sehr gute Kontrolle haben. Unsere Genauigkeit wird absolut präzise sein.“
Die neue Anlage verfügt über vier parallel geschaltete SilentFlo™-Hydraulikaggregate Modell 505 von MTS, die bis zu 600 gpm bei 3000 psi liefern können. Die 525 Full Scale Airframe Fatigue Test Article (FTA) Prüfanlage beinhaltet 201 Aktuatoren von MTS zum Aufbringen, Reagieren und Ausgleichen der Lastbedingungen. Zur Steuerung der Aktuatoren und zur Datenerfassung verwenden die Prüfingenieure die digitalen FlexTest-Regler Modell 200, die AeroPro™-Software und die FlexDac-Datenerfassungshardware von MTS.
„Ein Großteil unserer Tests resultiert in Rückmeldungen an die Konstrukteure, um potenzielle Probleme frühzeitig zu erkennen und ihre Bemühungen neu auszurichten“, so Southard. „Ohne einen mechanischen Test weiß man wirklich nicht, was man hat. Die Tests, die wir durchführen, bieten die Gewissheit, dass unsere Produkte für die Kunden sicher und zuverlässig sind.“
KUNDENVORTEILE
Die Tests in der neuen Anlage werden die Strukturdaten liefern, die Bell Helicopter für die FAA-Zertifizierung der 525 und die Zertifizierung der 505 durch die Transport Canada Certifying Authority (TCCA) benötigt. Insbesondere demonstrieren sie die strukturelle Integrität und Haltbarkeit der Zelle und der Rotorkomponenten, die einem Spektrum von simulierten Flug- und Bodenlasten ausgesetzt sind. Das Unternehmen entschied sich für die Lösungen von MTS, um eine überlegene, zuverlässige Leistung für diese unternehmenskritischen Tests zu gewährleisten.
Zum Beispiel kann ein Prüfsystem leicht 60 Millionen Zyklen umfassen, die eine einzelne Komponente qualifizieren. Dann werden die Aktuatoren für einen weiteren Test neu konfiguriert und so weiter. Bisher verwendete Bell Helicopter für diese Anwendungen industrielle Hydraulikzylinder. Aber Ölleckagen an den Hoch- und Niederdruckdichtungen waren häufig und problematisch. Die Wahl fiel auf einseitige, hochbelastbare Aktuatoren von MTS, die mit einer präzisen Servoventilsteuerung arbeiten.
„Die Aktuatoren von MTS sind aufgrund ihrer Wartungsfreiheit ein durchschlagender Erfolg“, so Southard. „Für die 525 FTA-Anwendung haben wir uns für Aktuatoren des Modells 201 von MTS entschieden, weil sie eine hohe Qualität aufweisen und wir sie für zukünftige Tests an der Flugzeugzelle wiederverwenden wollen.“
Die bewährte Leistung führte auch zur Auswahl der digitalen FlexTest-Steuerung von MTS. Die Prüflabors bei Bell Helicopter verwenden proprietäre Testsoftware und -hardware, aber diese Tools konnten die erforderliche Anzahl von Steuerkanälen für Ermüdungstests an der Flugzeugzelle nicht problemlos unterbringen. Um eine bessere Lösung zu finden, sprach das Team von Southard mit Ingenieuren in verschiedenen Prüfeinrichtungen. Rückmeldungen aus dem Cessna-Prüflabor über die Zuverlässigkeit und Stabilität des FlexTest 200 halfen, die endgültige Entscheidung zu festigen.
FlexDAC von MTS wurde wegen seiner Fähigkeit ausgewählt, die Art und Weise zu ändern, wie die Programme Testdaten erfassen. In der Vergangenheit waren die Messgeräte für Flug- und Ermüdungstests Vollbrückenmessgeräte mit Brückenabschlusskreisen, die den Dehnungsmessstreifen nachgeschaltet waren. Die FlexDAC-Geräte von MTS verfügen über eingebaute Brückenvervollständigungsschaltungen, sodass Prüfkörper erstmals als Viertelbrücken-Kanäle instrumentiert werden können.
„Die Zeit- und Materialkosteneinsparungen waren mit FlexDAC von MTS signifikant“, so Southard.
Bell Helicopter schätzte auch die Art und Weise, wie MTS an einzigartige Anfragen heranging. Bei der Integration der SilentFlo HPUs von MTS musste das Team von Southard einige Modifikationen vornehmen, um die Einhaltung der Umwelt- und Sicherheitsanforderungen des Unternehmens zu gewährleisten – insbesondere die Möglichkeit, den Multipumpen Control Manager (Multi-Pump Control Manager bzw. MPCM) von MTS in das Brandmeldesystem der Anlage zu integrieren.
„Mit Hilfe von MTS waren wir in der Lage, eine Schnittstelle mit dem MPCM für den Abschaltschutz im Fall eines Feueralarms herzustellen“, so Southard. „Außerdem konnten wir die Schieber an der gemeinsamen Rohrleitung, welche die vier HPUs verbindet, mit elektrischen Antrieben ausstatten, wodurch wir den Platzbedarf für den Auslaufschutz reduzieren und noch mehr Platz im Labor sparen konnten.“
