새롭고 다르며 어려운 것을 통해 틈새 시장 개척

복합 부품 및 구조를 제조하는 많은 회사와 마찬가지로 Van Horn Aviation(VHA, Tempe, AZ, US)은 경험과 지식이 거의 없지만 고객이 문제를 해결하도록 돕고자 하는 본질적인 열망, 학습 의지 및 회사를 앞으로 나아가게 하려는 열망. 아이러니하게도 Van Horn Aviation의 경우 추진 ler — 또는 더 정확하게는 로터 블레이드입니다.

Jim Van Horn은 2000년에 Tempe에 회사를 설립했으며 그의 사업 계획은 단순했습니다. 아직 사용 중이지만 더 이상 제조되지 않는 헬리콥터를 위한 교체용 금속 로터 블레이드(테일 및 메인)를 설계 및 제작하는 것이었습니다. 이것은 좋은 생각처럼 보였습니다. Bell's(미국 텍사스주 포트워스) UH-1 Huey 예를 들어, 세계에서 가장 많이 팔린 헬리콥터 중 하나는 더 이상 생산되지 않았지만 여전히 수천대가 있었습니다. 서비스에 있는 단위의. VHA는 이 항공기의 테일 로터 블레이드를 살펴보고 교체품을 설계할 뿐만 아니라 더 나은 수익을 얻을 수 있는 기회를 보았습니다. 바꿔 놓음. 그러나 VHA가 로터 블레이드 설계에 더 많은 시간을 할애할수록 진정한 최적의 블레이드 설계를 위해서는 복합 재료를 사용해야 한다는 것이 더 분명해졌습니다.

18년 전 문을 연 직후 회사에 합류한 VHA 사장인 Dean Rosenlof는 한 가지 문제가 있다고 말했습니다. 우리의 운명을 통제하기 위해 우리는 이 기능을 사내에 도입하는 것이 더 낫다는 것을 알고 있었습니다. 우리는 디자인에 대해 충분히 책임이 있었습니다. 우리는 그것을 할 만큼 충분히 책임을 져야 합니다.”

디자인 하우스는 어떻게 합성물 제조 배경이 없는 합성물 제조업체로 탈바꿈합니까? Rosenlof는 "모든 것이 자재 공급과 공급업체에 관한 것이었습니다."라고 말합니다. 실제로 VHA는 회사가 복합 재료 전문 기술을 출시하는 데 도움이 되는 몇 가지 잘 알려진 복합 재료 공급업체에 의존했습니다. 미국 미네소타주 세인트폴) 접착제. 궁극적으로 VHA는 자체적으로 복합 재료를 파악하고 점진적으로 자체 복합 재료 전문 지식을 구축해야 했습니다.

Rosenlof는 VHA가 복합 재료 기능을 완성하는 데 10년 이상을 보냈다고 말합니다. 그 과정에서 OEM 사양을 능가하는 고품질, 고성능, 고효율 로터 블레이드를 설계하고 제작하는 것으로 명성을 얻었습니다. 결과적으로 VHA는 교체 블레이드의 Bell 인증 공급업체가 되었습니다. 오늘날 VHA는 Bell 206B3 Jet Ranger용 메인 로터 블레이드의 세 가지 제품을 보유하고 있습니다. , Bell 206B3/OH-58 Jet Ranger용 테일 로터 블레이드 및 기존 UH-1 Huey 테일 로터 블레이드.

생산 현장

VHA의 비즈니스 전략 및 위치를 검토한 후 Rosenlof는 CW를 이끌고 있습니다. 회사의 28명의 직원 대부분이 일하는 회사의 생산 현장으로 이동합니다. 도중에 그는 VHA의 "비밀 소스"를 대표하는 일부 설계 엔지니어를 지적합니다. 그는 VHA가 자사 제품을 돋보이게 하는 다양한 설계 매개변수를 최적화하는 데 특히 능숙해졌다고 말합니다. 여기에는 양력 및 드래그 계수가 포함됩니다. , 피치 모멘트 및 진동 .

Rosenlof는 헬리콥터 조종사는 로터 블레이드가 헬리콥터의 작동 및 비행에 전달하는 "느낌"에 매우 민감하기 때문에 VHA는 성능을 확인하기 위해 설계를 테스트하는 데 많은 시간을 할애한다고 설명합니다.

"회전하는 블레이드는 원심력 장력장입니다."라고 그는 말합니다. "그리고 복합 재료는 금속 블레이드가 하는 것과 그 분야에서 다르게 행동합니다." 사실, 헬리콥터 로터 블레이드는 무게가 감소함에 따라 이점을 잃는 세계에서 몇 안 되는 복합 구조 중 하나입니다. Rosenlof는 이것을 "중량 보기"라고 부릅니다. 즉, 로터 블레이드가 충분히 무겁지 모든 금속 대안과 다르게 작동합니다. 이 때문에 VHA의 모든 블레이드는 시스템에 다시 무게를 추가하도록 과도하게 설계되었다고 Rosenlof는 말합니다.

게다가 그는 "항공우주 분야의 사람들은 변화를 싫어한다"고 말합니다. 이는 금속 로터 블레이드에서 복합 로터 블레이드로의 전환이 이상적으로는 조종사에게 익숙한 성능 특성을 보존해야 한다는 것을 의미합니다. 미묘한 균형이지만 하나의 VHA가 능숙하게 관리했습니다. 그러나 결론은 안전이며 그 점에서 회사는 탁월했습니다. "테스트 및 개발 중 실패는 더 나은 블레이드를 재설계하는 데 도움이 됩니다."라고 Rosenlof는 말합니다. “우리는 잘합니다. 우리가 시장에 갈 때 먼저 항공기와 승무원에게 해를 끼치 지 않고 성능 향상을 봐야합니다. 그것이 우리의 일입니다.”

투어는 엔지니어를 뒤로하고 로터 블레이드 생산 영역으로 나타납니다. 많은 복합 재료 공장과 마찬가지로 VHA의 제조는 Eastman Machine(미국 뉴욕주 버팔로)에서 공급하는 3m 길이의 자동 평판 절단 시스템에서 수행되는 플라이 절단으로 시작됩니다. 프리프레그 VHA가 사용하는 대부분은 Toray의 T700G 12K 견인 탄소 섬유를 기반으로 한 Torayca 2510의 단방향 버전입니다. 로터 블레이드의 외부 레이어에 VHA는 Toray의 T700S 12K 견인 탄소 섬유를 기반으로 하는 Torayca 2510의 평직 버전을 사용합니다. Rosenlof는 VHA가 오토클레이브 내부 또는 외부에서 처리할 수 있는 2510 프리프레그에 대해 좋은 경험을 가지고 있다고 말했습니다. 이 프리프레그는 Toray가 기성품으로 공급하며 섬유 제조업체에서 쉽게 구할 수 있습니다.

플라이가 테이블에서 나오면 키트로 구성되고 다음 단계인 레이업을 위해 준비되며, 이는 인접한 클린룸에서 수행됩니다. 모든 VHA 로터 블레이드는 Torayca UD 플라이로 둘러싸인 Evonik Rohacell 폼 코어로 구성된 샌드위치 구조를 특징으로 합니다. VHA는 처음에 코어를 사내에서 가공했지만 결국 미국 AL, Mobile에 있는 시설에서 작업을 수행하는 Evonik과 계약했습니다.

레이업은 손으로 합니다. 메인 로터 블레이드는 실내 중앙에 있는 대형 복합 몰드에 쌓여 있습니다. 테일 로터 블레이드는 스탠드업 작업대에 배치됩니다. 플라이 배치는 금형의 표시에 따라 결정됩니다. 더블러 및 스파와 같이 탄소 섬유가 폼과 직접 접촉하는 영역의 경우 배치를 안내하기 위해 폼에 미리 절단된 오목한 영역이 있습니다. VHA는 일부 지역에서 Airtech(미국 캘리포니아주 헌팅턴 비치) Airpad의 경화되지 않은 비실리콘 고무를 포함하여 모든 로터 블레이드에 코울을 사용하며, 이는 압력 코울 시트와 유연한 맨드릴로 형성될 수 있습니다.

VHA가 제조하는 각 로터 블레이드에는 로터 블레이드를 로터 블레이드 마스트에 부착하기 위한 티타늄 고정 장치가 포함되어 있으며 이 고정 장치는 각 레이업의 중요한 부분입니다. VHA에서 자체 제작한 고정 장치는 로터 블레이드 무결성을 유지하기 위해 주변에 추가 플라이 빌드업이 필요합니다.

완성된 로터 블레이드 레이업은 각각 길이가 약 7.3m인 VHA의 두 오토클레이브 중 하나 옆으로 옮겨집니다. Torayca 에폭시 프리프레그 VHA 사용은 표준 121°C 경화가 필요합니다.

경화 후 로터 블레이드는 기계 공장으로 옮겨져 최종 치수로 재단됩니다. 또한 VHA는 로터 블레이드 앞전을 위한 티타늄 고정 장치와 니켈 마모 스트립을 포함하여 로터 블레이드에 사용되는 거의 모든 금속 부품을 기계 공장에서 생산합니다. VHA는 두 개의 수직 CNC, 두 개의 수평 CNC 및 OMAX(미국 워싱턴주 켄트) 워터젯 커터를 운영합니다. 3개의 CNC는 Haas Automation Inc.(Oxnard, CA, US)에서 제공합니다. 하나는 DMG Mori Seiki(일본 나고야)에서 공급합니다.

마지막으로 VHA는 자신이 만드는 로터 블레이드에 대한 엄격한 테스트를 수행하고 블레이드 균형에서 강도 및 강성 속성에 이르기까지 모든 것을 평가하도록 설계된 다양한 고정 장치 및 테스트 기계를 보유하고 있습니다. VHA는 또한 자체적으로 Bell 206B 헬리콥터를 보유하고 있는데, 이 헬리콥터를 사용하여 조종사에게 매우 중요한 "느낌"을 포함하여 동적 로터 블레이드 속성을 평가하는 데 사용합니다.

CW일 때 그러나 비파괴 검사(NDI)에 대해 문의했지만 Rosenlof는 VHA가 아무 것도 하지 않는다고 말합니다. "우리는 프로세스 종속적인 품질을 가지고 있습니다."라고 그는 말합니다. "우리는 온도, 압력 및 시간을 모니터링하고 사양 내에 있는 한 우수한 로터 블레이드를 만들고 있습니다." Rosenlof는 또한 VHA의 공정 및 품질 관리의 상당 부분이 상부 로터 블레이드 표면의 허용 오차에 초점을 맞추고 있다고 지적합니다. 이는 이것이 로터 블레이드의 "기능적" 측면이고 로터 블레이드 성능에 가장 중요하기 때문입니다.

다음 단계

VHA의 로터 블레이드 작업은 완료되지 않았습니다. 이 회사는 이미 트윈 엔진용 테일 및 메인 로터 블레이드, 2블레이드 Bell 212 및 트윈 엔진 4블레이드, Huey를 포함한 신제품을 개발하고 있습니다. -class Bell 412. Rosenlof는 VHA가 제조 효율성을 높일 수 있는 동시 경화 기술을 연구하고 있다고 덧붙입니다.

투어가 마무리되면서 Rosenlof는 VHA가 비교적 소규모 운영(관리 직원 및 인력 총 30명)이지만 다른 회사와 달리 자체적으로 틈새 시장을 창출했으며 복합 재료 제조 능력을 과감하게 구현하고 이를 달성했다고 말합니다. 자신있게. 이 틈새 시장은 VHA의 경우와 마찬가지로 단순하게 구축된 것이 아니며 그런 의미에서 충분히 수익을 내고 있습니다. “우리는 18세의 하룻밤 사이에 성공한 사람입니다.”라고 그가 속삭입니다.