新しい、異なる、そして難しいことを介してニッチを切り開く

複合部品や構造物を製造する多くの企業と同様に、Van Horn Aviation（VHA、Tempe、AZ、US）は、経験と知識がほとんどない状態で材料に到達しましたが、顧客が問題を解決するのを支援したいという本質的な欲求、学習意欲、会社を前進させたいという願望。皮肉なことに、Van Horn Aviationの場合、推進から始まりました。 ler —または、より正確には、ローターブレード。

ジム・ヴァン・ホーンは2000年にテンペで会社を設立し、彼の事業計画は単純でした。まだ使用されているが製造されなくなったヘリコプターの交換用金属ローターブレード（テールとメイン）を設計および製造します。これは良い考えのように思えました。ベルズ（フォートワース、テキサス州、米国）UH-1 ヒューイ たとえば、世界で最も売れているヘリコプターの1つは、もはや生産されていませんでしたが、それでも数千機がありました。 稼働中のユニットの。 VHAは、この航空機のテールローターブレードを調べ、代替品を設計するだけでなく、より良いための有利な機会を見ました。 置換。ただし、VHAがローターブレードの設計に費やす時間が長くなるほど、真に最適なブレード設計には複合材料の使用が必要であることが明らかになりました。

問題が1つだけあったと、18年前にドアが開いた直後に会社に加わったVHAの社長であるDean Rosenlofは、次のように述べています。私たちの運命をコントロールするために、私たちはこの機能を社内に持ち込む方がよいことを知っていました。私たちは設計に十分な責任を負っていました。私たちはそれを成し遂げるのに十分な責任を負わなければなりません。」

デザインハウスは、どのようにして複合材料製造のバックグラウンドを持たない複合材料メーカーに変身しますか？ 「すべては材料の供給とベンダーに関するものでした」とRosenlof氏は述べています。実際、VHAは、同社が複合材料の専門知識を開始するのを支援するために、いくつかの有名な複合材料サプライヤーに依存していました。セントポール、MN、米国）接着剤。最終的に、Rosenlof氏は、VHAは独自にコンポジットを理解し、徐々に独自のコンポジットの専門知識を構築する必要があったと述べています。

ローゼンロフ氏によると、VHAは10年以上かけてコンポジット機能を完成させてきました。その過程で、OEM仕様を超える高品質、高性能、高効率のローターブレードを設計および製造することで定評があります。その結果、VHAは、交換用ブレードのベル認定サプライヤーです。これは、厳重に保護され、非常に切望されているヘリコプターメーカーの祝福です。現在、VHAには3つの確立された製品があります。ベル206B3 ジェットレンジャーのメインローターブレードです。 、ベル206B3 / OH-58 ジェットレンジャーのテールローターブレード 、およびレガシーUH-1 Huey テールローターブレード。

生産現場で

VHAの事業戦略と立場を検討した後、Rosenlofは CW を率いています。 会社の28人の従業員のほとんどが働いている会社の生産フロアに出て行きます。途中で、彼はVHAの「秘密のソース」を代表する設計エンジニアの何人かを指摘します。彼は、VHAは、その製品を際立たせるさまざまな設計パラメーターの最適化に特に熟練していると述べています。これには、揚力係数と抗力係数が含まれます。 、ピッチモーメント および振動 。

ローゼンロフ氏によると、ヘリコプターのパイロットは、ローターブレードがヘリコプターの操作と飛行に伝える「感触」に非常に敏感であるため、VHAは性能を検証するために設計の飛行試験に多くの時間を費やしています。

「回転するブレードは張力場であり、遠心力です」と彼は述べています。 「そして、複合材料は、その分野で金属ブレードとは異なる動作をします。」実際、ヘリコプターのローターブレードは、重量が減ると利点が失われる世界でも数少ない複合構造の1つです。ローゼンロフはそれを「ウェイトボギー」と呼んでいます。つまり、ローターブレードは重くない オールメタルのオルタナティヴとは異なる動作をします。このため、Rosenlof氏は、VHAのすべてのブレードは、システムに重量を戻すために過剰に設計されていると言います。

その上、彼は「航空宇宙の人々は変化を嫌う」と言います。つまり、金属製のローターブレードから複合材のローターブレードに切り替えると、理想的にはパイロットが慣れている性能特性を維持する必要があります。微妙なバランスですが、1つのVHAがうまく管理しています。しかし、肝心なのは安全性であり、その点で同社は優れています。 「テストと開発中の失敗は、より良いブレードを再設計するのに役立ちます」とローゼンロフは言います。 「私たちはそれが得意です。私たちが市場に行くとき、私たちは最初に航空機と乗務員に害を及ぼさないようにしなければならず、次に性能の改善を見なければなりません。それが私たちの仕事です。」

ツアーはエンジニアを置き去りにし、ローターブレードの生産エリアに現れます。多くの複合材ショップと同様に、VHAでの​​製造は、Eastman Machine（バッファロー、ニューヨーク、米国）が提供する長さ3mの自動フラットベッド切断システムで行われるプライ切断から始まります。プリプレグVHAが使用するもののほとんどは、東レのT700G12K牽引カーボンファイバーをベースにした一方向バージョンの東レ2510です。 VHAは、ローターブレードの外層に、東レのT700S12K牽引カーボンファイバーをベースにした平織りバージョンの東レ2510を使用しています。ローゼンロフ氏によると、VHAはオートクレーブの内外で処理できる2510プリプレグの使用経験が豊富で、東レから市販品として供給されており、繊維メーカーから容易に入手できます。

プライは、テーブルから外れると、キット化されてレイアップの準備が整います。これは、隣接するクリーンルームで実行される次のステップです。すべてのVHAローターブレードは、ToraycaUDプライに囲まれたEvonikRohacellフォームコアで構成されるサンドイッチ構造を備えています。 VHAは当初、コアを社内で機械加工しましたが、最終的には米国アラバマ州モビールの施設で作業を行うエボニックに委託しました。

レイアップは手作業で行われます。メインローターブレードは、部屋の中央にある大きな複合金型に配置されています。テールローターブレードは、スタンドアップワークベンチに配置されます。プライの配置は、金型のマークによってガイドされます。ダブラーやスパーなど、炭素繊維がフォームと直接接触している領域の場合、配置をガイドするためにフォームに事前にカットされたくぼんだ領域があります。 VHAは、一部の地域では、Airtech（Huntington Beach、CA、US）のエアパッド未硬化の非シリコーンゴムを含むすべてのローターブレードにコールを使用しています。これは、圧力コールシートと柔軟なマンドレルに成形できます。

VHAが製造する各ローターブレードには、ローターブレードをローターブレードマストに取り付けるためのチタン製フィクスチャーが含まれており、このフィクスチャーは各レイアップの重要な部分です。 VHAによって社内で製造されたフィクスチャーは、ローターブレードの完全性を維持するために、フィクスチャーの周囲に追加のプライビルドアップが必要です。

完成したローターブレードのレイアップは、VHAの2つのオートクレーブのうちの1つの隣に移されます。各オートクレーブの長さは約7.3mです。 ToraycaエポキシプリプレグVHAが使用する場合、標準の121°C硬化が必要です。

硬化後、ローターブレードは機械工場に移され、そこで最終的な寸法にトリミングされます。 VHAがローターブレードに使用されるほとんどすべての金属部品を製造しているのも機械工場です。これには、ローターブレードの前縁用のチタン固定具やニッケル摩耗ストリップが含まれます。 VHAは、2つの垂直CNC、2つの水平CNC、およびOMAX（ケント、ワシントン州、米国）ウォータージェットカッターを操作します。 3つのCNCは、Haas Automation Inc.（Oxnard、CA、US）から提供されています。 1つはDMG森精機（名古屋、日本）から供給されています。

最後に、VHAは、製造するローターブレードの厳密なテストを実施し、ブレードのバランスから強度および剛性の特性まですべてを評価するように設計されたさまざまな固定具とテストマシンを備えています。 VHAには独自のベル206Bヘリコプターもあり、パイロットにとって非常に重要な「感触」など、動的なローターブレードの特性を評価するために使用されます。

CW の場合 非破壊検査（NDI）について尋ねられたが、RosenlofはVHAは何もしていないと述べている。 「私たちはプロセスに依存する品質を持っています」と彼は言います。 「私たちは温度、圧力、時間を監視しており、それらの仕様の範囲内である限り、優れたローターブレードを製造しています。」 Rosenlofはまた、VHAのプロセスと品質管理の多くは、ローターブレードの「機能」側であり、ローターブレードのパフォーマンスにとって最も重要であるため、ローターブレードの上部表面の公差に焦点を合わせていると指摘しています。

次のステップ

VHAのローターブレードの作業は行われていません。同社はすでに、ツインエンジンの2ブレードベル212、およびツインエンジンの4ブレードのヒューイ用のテールおよびメインローターブレードを含む、新製品を開発しています。 -クラスベル412。Rosenlofは、VHAがより高い製造効率を構築できる共硬化技術に取り組んでいると付け加えています。

ツアーの締めくくりとして、Rosenlofは、VHAは比較的小規模な事業（管理スタッフと従業員の合計は30人）ですが、他の多くの企業とは異なり、独自のニッチを作成し、複合材料の製造能力を大胆に実装することで実現したと述べています。自信を持って。このニッチは、VHAの場合と同じように堅牢であり、単純に構築されたものではなく、その意味で十分な収益を上げています。 「私たちはそうです」と彼は言います。「18歳の夜通しの成功」。