SFIDA DEL CLIENTE
Con sede a Fort Worth, in Texas, Bell Helicopter è un produttore di aeromobili leader del settore e la prima azienda ad ottenere la certificazione commerciale per un elicottero. Nel corso di una storia che dura da più di otto decenni, Bell Helicopter ha consegnato più di 35.000 aerei commerciali e militari. È un marchio di fiducia a livello globale e uno dei principali fornitori di aerei a sollevamento verticale.
Rimanere all'avanguardia in un settore competitivo e altamente regolamentato significa che Bell Helicopter deve portare sul mercato prodotti innovativi nel modo più rapido ed efficiente possibile, con una fiducia superiore nelle prestazioni di ogni nuovo progetto. Ciò rende i dati di prova precisi una risorsa estremamente preziosa. Nessuno lo sa meglio di Mark Southard, ingegnere collaudatore capo per il Bell 525 Relentless, che presenta un ponte di volo avionico completamente integrato e un avanzato sistema di controllo di volo fly-by-wire. Non appena è iniziata la pianificazione per il programma di prova sul 525, il laboratorio di prova dei sistemi meccanici si è reso conto che la superficie utile stava per esaurirsi.
"È apparso subito chiaro che la nostra struttura di prova non poteva ospitare l'ingombro dei dispositivi di prova di cui avremmo avuto bisogno per il 525 Relentless", afferma. "Dopo ricerche approfondite, abbiamo stabilito che la nostra migliore opzione era convertire un hangar esistente in una struttura di prove sull'overflow".
Southard è il curatore della nuova struttura, la cui costruzione è iniziata nel 2014 ed in cui ora stanno eseguendo prove sui componenti della cellula per il Bell 505 Jet Ranger X. Presto la struttura inizierà le prove sui componenti e sulla cellula su vasta scala per il 525, seguiti a breve da prove dei componenti del rotore del 525. Arrivare a questo punto, tuttavia, ha richiesto molto duro lavoro.
"È stato un anno molto impegnativo per assicurarsi che tutto fosse impostato correttamente per accogliere i nostri nuovi programmi di prova", afferma Southard. "Uno dei modi in cui riduciamo i rischi per il nostro budget e il nostro programma è con un'infrastruttura affidabile. Avevamo bisogno di apparecchiature di prova affidabili per fornire dati precisi a supporto della certificazione e della verifica dei nostri prodotti".
SOLUZIONE DI MTS
La nuova struttura occupa circa 2.000 metri quadrati di spazio all'interno del campus di Fort Worth dell'azienda. Al momento, sei ingegneri e cinque tecnici sono assegnati alle prove attive e future nel nuovo laboratorio di prova. Attualmente sono previste 12 apparecchiature di test indipendenti per la rastrelliera con impronte che vanno da 5'x14' a 20'x50'.
"Quando abbiamo progettato la nuova struttura, un'idraulica affidabile e i controlli di prova erano due delle priorità principali", afferma Southard. "Questo è ciò che MTS ha portato in tavola. Stiamo riducendo il rischio di dati errati con gli attuatori MTS, sui quali abbiamo un ottimo controllo. La nostra precisione sarà ripagata".
La nuova struttura dispone di quattro centraline idrauliche MTS SilentFlo™ 505 collegate in parallelo, in grado di erogare fino a 600 gpm a 3.000 psi. L'apparecchiatura di test per l'articolo in prova di fatica (FTA) della cellula a grandezza naturale 525 incorpora attuatori MTS 201 per applicare, reagire e bilanciare le condizioni di carico. Per controllare gli attuatori e acquisire dati, gli ingegneri di prova utilizzano i controller digitali MTS FlexTest 200, il software MTS AeroPro™ e l'hardware di acquisizione dati MTS FlexDac.
"Gran parte delle nostre prove si traduce in feedback ai progettisti per aiutare a scoprire potenziali problemi in anticipo e reindirizzare i loro sforzi", afferma Southard. "Senza una prova meccanica, non sai davvero cosa hai. Le prove che eseguiamo garantiscono che i nostri prodotti sono sicuri e affidabili per i clienti".
VANTAGGI PER IL CLIENTE
Le prove nella nuova struttura forniranno i dati strutturali necessari a Bell Helicopter per supportare la certificazione FAA per il 525 e la certificazione TCCA (Transport Canada Certifying Authority, autorità per le certificazioni dei trasporti in Canada) per il 505. In particolare, dimostrano l'integrità strutturale e la durata della cellula e dei componenti del rotore, che sono soggetti a uno spettro di voli simulati e carichi a terra. L'azienda ha selezionato le soluzioni MTS per garantire prestazioni superiori e affidabili per queste prove mission-critical.
Ad esempio, un sistema di prova può facilmente accumulare 60 milioni di cicli qualificando un singolo componente. Quindi gli attuatori vengono riconfigurati per un'altra prova, e così via. In precedenza, Bell Helicopter utilizzava cilindri idraulici industriali per queste applicazioni. Ma le perdite di olio dalle guarnizioni di alta e bassa pressione erano frequenti e problematiche. Gli attuatori MTS a terminazione singola per impieghi gravosi, che operano sotto il controllo di precisione della servovalvola, sono stati una scelta facile.
"Gli attuatori MTS sono stati un successo clamoroso grazie alle loro prestazioni prive di necessità di manutenzione", afferma Southard. "Per l'applicazione 525 FTA, abbiamo scelto gli attuatori MTS Modello 201 per le loro prestazioni di alta qualità, con l'intenzione di riutilizzarli nelle future prove della cellula".
Le prestazioni comprovate hanno portato anche alla scelta dei controlli digitali MTS FlexTest. I laboratori di prova di Bell Helicopter utilizzano software e hardware di prova proprietari, ma questi strumenti non potrebbero facilmente ospitare il numero richiesto di canali di controllo per le prove di fatica della cellula. Per trovare una soluzione migliore, il team di Southard ha parlato con gli ingegneri di diverse strutture di prova. Il feedback del laboratorio di prova Cessna sull'affidabilità e la stabilità del FlexTest 200 ha contribuito a consolidare la decisione finale.
MTS FlexDAC è stato scelto per la sua capacità di cambiare il modo in cui i programmi acquisiscono i dati delle prove. Storicamente, la strumentazione per le prove di volo e di fatica era costituita da misuratori a ponte intero con circuiti di completamento del ponte situati a valle degli estensimetri. Le unità MTS FlexDAC sono dotate di circuiti integrati di completamento del ponte, che consentono per la prima volta di strumentare gli articoli di prova come canali a quarto di ponte.
"Il risparmio di tempo e materiale è stato significativo con MTS FlexDAC", afferma Southard.
Bell Helicopter ha anche apprezzato il modo in cui MTS ha affrontato le richieste uniche. Durante l'integrazione delle HPU MTS SilentFlo, il team di Southard aveva bisogno di apportare diverse modifiche per garantire la conformità ai requisiti di salute e sicurezza ambientale dell'azienda, in particolare la capacità di integrare MTS Multi-Pump Control Manager (MPCM) con il sistema di allarme antincendio della struttura.
"Con l'aiuto di MTS, siamo stati in grado di interfacciarci con l'MPCM per la protezione dallo spegnimento in caso di allarme antincendio", afferma Southard. "Inoltre, siamo stati in grado di aggiungere attuatori elettrici alle valvole a saracinesca sul tubo comune che unisce le quattro HPU, il che ci ha permesso di ridurre i requisiti di dimensioni per il contenimento delle fuoriuscite e di risparmiare ancora più spazio sul pavimento in laboratorio".
