DÉFI DU CLIENT
Basé à Fort Worth, au Texas, Bell est un constructeur aéronautique de premier plan et la première entreprise à obtenir une certification commerciale pour un hélicoptère. Tout au long d’une histoire qui depuis plus de 80 ans, Bell a livré plus de 35 000 avions commerciaux et militaires. C’est une marque de confiance mondiale et un fournisseur de premier plan d’avions à levage vertical.
Garder une longueur d’avance dans une industrie concurrentielle et hautement réglementée signifie que Bell doit mettre sur le marché des produits innovants aussi rapidement et de manière rentable que possible avec une confiance supérieure dans les performances de chaque nouvelle conception. Les données d’essai précises sont en cela une ressource extrêmement précieuse. Personne ne le sait mieux que Mark Southard, ingénieur d’essai en chef pour le Bell 525 Relentless, qui dispose d’un poste de pilotage avionique entièrement intégré et d’un système avancé de commandes de vol électriques. Dès le début de la planification du programme d’essais 525, le laboratoire d’essais des systèmes mécaniques s’est rendu compte qu’il manquait d’espace au sol.
« Il est devenu clair très tôt que notre installation d’essai ne pouvait pas accueillir l’empreinte des appareils d’essai dont nous aurions besoin pour le 525 Relentless », déclare-t-il. « Après des recherches approfondies, nous avons déterminé que notre meilleure option était de convertir un hangar existant en une installation d’essai plus vaste. »
Mark Southard est le directeur de la nouvelle installation, dont la construction a commencé en 2014 et est maintenant engagée dans les essais de composants de la cellule du Bell 505 Jet Ranger X. Bientôt, l’installation commencera les essais des composants et de la cellule à grande échelle du 525, suivis peu de temps après par les essais des composants du rotor du 525. Arriver à ce point, cependant, a demandé beaucoup de travail intense.
« Ce fut une année très difficile pour s’assurer que tout était configuré correctement pour accueillir nos nouveaux programmes d’essais », déclare Mark Southard. « L’un des moyens d’atténuer les risques pour notre budget et notre calendrier est d’avoir une infrastructure fiable. Nous avions besoin d’équipements d’essai auxquels nous pouvions faire confiance pour fournir des données précises et faciliter la certification et la vérification de nos produits. »
SOLUTIONS MTS
La nouvelle installation occupe 1 850 mètres carrés (20 000 pieds carrés) d’espace sur le site de l’entreprise à Fort Worth. À l’heure actuelle, six ingénieurs et cinq techniciens sont affectés aux essais actifs et à venir dans le nouveau laboratoire d’essai. Il y a actuellement 12 machines d’essai indépendantes prévues pour le crochet, avec des empreintes allant de 1,5 x 4 m à 6 x 15 m (de 5 x 14 pi à 20 x 50 pi).
« Lorsque nous avons conçu la nouvelle installation, nos deux priorités absolues portaient sur une hydraulique et des commandes d’essai fiables », précise Mark Southard. « C’est ce que MTS a mis sur la table. Nous réduisons le risque de mauvaises données avec les vérins MTS, sur lesquels nous avons un très bon contrôle. Notre précision sera au rendez-vous. »
La nouvelle installation dispose de quatre groupes hydrauliques MTS SilentFlo™ 505 connectés en parallèle, qui peuvent fournir jusqu’à 600 gal/min à 3 000 psi. La machine d’essai de l’article d’essai de fatigue à grande échelle de la cellule 525 intègre des vérins MTS 201 pour appliquer, réagir et équilibrer les conditions de charge. Pour contrôler les vérins et acquérir des données, les ingénieurs d’essai utilisent des contrôleurs numériques MTS FlexTest 200, le logiciel MTS AeroPro™ et le matériel d’acquisition de données MTS FlexDac.
« Une grande partie de nos essais donnent lieu à des commentaires aux concepteurs pour les aider à détecter les problèmes potentiels dès le début et à rediriger leurs efforts », dit-il. « Sans un essai mécanique, vous ne savez vraiment pas ce que vous avez. Les essais que nous effectuons garantissent que nos produits sont sûrs et fiables pour les clients. »
AVANTAGES CLIENTS
Les essais effectués dans la nouvelle installation fourniront les données structurelles dont Bell a besoin pour soutenir la certification de la FAA pour le 525 et la certification de l’autorité de certification de Transports Canada (TCCA) pour le 505. Plus précisément, ils démontrent l’intégrité structurelle et la durabilité des composants de la cellule et du rotor, qui sont soumis à un éventail de charges simulées en vol et au sol. La société a sélectionné les solutions MTS pour garantir des performances supérieures et fiables pour ces essais critiques.
Par exemple, un système d’essai peut facilement cumuler 60 millions de cycles pour qualifier un seul composant. Ensuite, les vérins sont reconfigurés pour un autre essai, et ainsi de suite. Auparavant, Bell utilisait des vérins hydrauliques industriels pour ces applications. Mais les fuites d’huile des joints haute et basse pression étaient fréquentes et problématiques. Les vérins MTS à simple tige et à usage intensif, qui fonctionnent sous une commande de servovalve de précision, étaient un choix facile.
« Les vérins MTS ont connu un succès retentissant en raison de leurs performances sans entretien », explique Mark Southard. « Pour l’application au FTA 525, nous avons choisi les vérins MTS modèle 201 pour leurs performances de haute qualité, avec l’intention de les réutiliser dans les futurs essais de cellule. »
Des performances éprouvées ont également conduit à la sélection des commandes numériques MTS FlexTest. Les laboratoires d’essai de Bell utilisent des logiciels et du matériel d’essai propriétaire, mais ces outils ne pouvaient pas prendre en charge facilement le nombre requis de canaux de commande pour les essais de fatigue de la cellule. Pour trouver une meilleure solution, l’équipe de Mark Southard s’est entretenue avec les ingénieurs de plusieurs installations d’essai. Les commentaires du laboratoire d’essai de Cessna sur la fiabilité et la stabilité du FlexTest 200 ont contribué à confirmer la décision finale.
MTS FlexDAC a été choisi pour sa capacité à changer la façon dont les programmes acquièrent les données d’essai. Historiquement, l’instrumentation pour les essais de vol et de fatigue était des jauges à pont complet avec des circuits d’achèvement de pont situés en aval des jauges de contrainte. Les unités MTS FlexDAC ont des circuits d’achèvement de pont intégrés, permettant aux articles d’essai d’être instrumentés en tant que canaux quart de pont pour la première fois.
« Les économies de temps et de matériel ont été importantes avec MTS FlexDAC », explique Mark Southard.
Bell a également apprécié la façon dont MTS a abordé les demandes uniques. Lors de l’intégration des groupes hydrauliques MTS SilentFlo, l’équipe de Mark Southard a dû apporter plusieurs modifications pour garantir la conformité aux exigences de l’entreprise en matière de santé, sécurité et environnement, en particulier la capacité d’intégrer le gestionnaire de commande multi-pompes (MPCM) de MTS au système d’alarme incendie de l’installation.
« Avec l’aide de MTS, nous avons pu nous connecter au MPCM pour une protection de sécurité en cas d’alarme incendie », ajoute-t-il. « De plus, nous avons pu ajouter des vérins électriques aux robinets-vannes sur le tuyau commun reliant les quatre groupes hydrauliques, ce qui nous a permis de réduire la taille requise pour le confinement des déversements et d’économiser encore plus d’espace au sol dans le laboratoire. »
