איירבוס החליפה בהצלחה את מסגרת הטבעת המקורית מסגסוגת האלומיניום של מסוק H135 בפולימר מחוזק בסיבי פחמן (CFRP) כחומר גלם על ידי שימוש בפורמט משולב מרובה חלקים ובתהליך מזיגה- חד פעמי.
כמסוק שירות רפואי חירום/מסוק אמבולנס אווירי, מסוק דו-מנועי קל של איירבוס H135 הפך למסוק בעל עלות התפעול והתחזוקה הנמוכה ביותר מבין המוצרים הדומים של איירבוס, בגלל האמינות הגבוהה, הרב--תפקודית ויתרונות העלות שלו. נכון לעכשיו, יותר מ-1350 H135 נמצאים בשירות ביותר מ-60 מדינות או אזורים, ומספקים שירותים ליותר מ-300 מפעילים. עם זאת, עם הגדלת זמן הטיסה של H135, נתוני תפעול ותחזוקה שוטפים רלוונטיים מראים כי המסגרת הטבעתית מסגסוגת אלומיניום המחברת את קורת הזנב של CFRP ומגן רוטור הזנב של CFRP נוטה לעייפות ולקורוזיה, מה שמוביל ישירות לעלייה בתפעול ובתחזוקה. עלות איתור. על מנת להפחית את העלות ולהבטיח את בטיחות הגוף, איירבוס החלה ללמוד תכנית עיצוב תהליכים חדשה לעמידות בפני קורוזיה ועייפות של המסגרת הטבעתית.
איירבוס שקלה לראשונה את התכנית המבוססת על סגסוגת טיטניום, אך תהליך העיבוד וחומרי הגלם של תכנית סגסוגת הטיטניום יקרים יותר מתכנית אלומיניום. לכן, צוות המו"פ הרב-תחומי פיתח ערכת עיצוב חדשה המבוססת על CFRP על ידי שימוש בתהליכי קדם-פרג, זלוף בעזרת ואקום (VAP) ותהליכי יציקת שרף (RTM). לאחר חישוב, משקל התכנית החדשה מופחת ב-25 אחוז בהשוואה לתכנית האלומיניום, והעלות מופחתת ב-50 אחוז בהשוואה לתכנית סגסוגת הטיטניום, אשר מפחיתה משמעותית את עלות הגילוי והתחזוקה.
מהנדסים אינם יכולים לשנות את העיצוב הקיים של קרן הזנב ומגן רוטור הזנב, והמסגרת הטבעתית היא המבנה העיקרי המחבר בין קרן הזנב לבין מגן רוטור הזנב. לכן, המסגרת הטבעתית CFRP חייבת להיות בעלת אותם משטח חיבור וממדים גיאומטריים כמו מסגרת האלומיניום המקורית, מה שמגביל מאוד את החופש של ערכת העיצוב. באמצעות תקשורת והערכה, צוות ההנדסה ומהנדסי התכנון, המתח והייצור קובעים לבסוף להשתמש בחומרי המפרט הסטנדרטי שנעשה בהם שימוש נרחב בייצור בפועל, כדי למזער את עלות המו"פ ואת עלות הייצור האצווה שלאחר מכן. ביניהם, סיבי הפחמן g0986 אריג של חברת Hexcel האמריקאית, המשמשים בתוכנית החדשה, היו בשימוש נרחב ביציקת יציקות של פרויקטי מסוקים אחרים של איירבוס; השרף למזיגה הוא שרף אפוקסי rtm6 מרכיב אחד של חברת האטצ', שכבר עבר את יציקת השרף והסמכת RTM של חברת המסוקים של איירבוס.
בגלל אי הפריסה הקיצונית של גיאומטריית מסגרת הטבעת, המהנדסים תכננו חתכים וחריצים נוספים בפרפורם כדי למנוע קמטים במהלך הדפוס. לאחר מכן, מהנדסים בדקו את חוזק הלחיצה של האוגן הפנימי, אימתו את יכולת הפריסה של המסגרת הטבעתית CFRP ואת הממשק בין המסגרת הטבעתית של CFRP ללוחית שקע הפולימר הלא מחוזקת באמצעות מבחני מתיחה סטטיים ודינמיים. תוצאות הבדיקה מראות שעיצוב מסגרת הטבעת CFRP החדש חזק מאוד ויכול להתמודד בבטחה עם העומס הצפוי.
עבור יציקת שרף, צוות ההנדסה פיתח ארבעה פרפורמים כפי שמוצג באיור למטה. ביניהם, פריפורם מס' 3 כולל שני חלקים A ו-B; קדם-פורם מס' 4 הוא פלטת שקע פולימר לא מחוזקת כדי להבטיח את החיבור של אזור ה-.
עבור ארבעת הפרפורמים, צוות ההנדסה פיתח את הכלים המיוחדים התואמים שלהם, ולאחר מכן הרכיב את כל הפרפורמים ולוחות הקיבוע הטבעתיים יחד לכלי הריפוי הסופי. כלי הריפוי המלאים הסופיים עשויים מסגסוגת אלומיניום, כולל כלי עבודה כחולים המקובעים על לוחית הבסיס האפורה, כלי טבעת ירוקה שחוברו על ידי מספר חלקים, וכלי טבעת עליונה כתומה וצהובה. מטרת התכנון של כלי חיבור מרובי-חלקים היא למנוע את כוח ההתכווצות הנגרם מקירור הכלים במהלך ריפוי וקירור.
לאחר השלמת ההרכבה של הלמינטים והכלים, צוות ההנדסה משתמש בסכימת תהליך ה-VAP האופיינית-החסכונית ביותר עבור יציקת שרף. לאחר שלבי ריפוי, קירור ושחרור מהתבנית, הצוות מבצע עיבוד שבבי עבור קצוות החלקים, ולאחר מכן מבצע קידוחים-בדיוק גבוה לעבודות ריתוק עוקבות. על מנת להבטיח את דיוק החיבור בין המסגרת הטבעתית לבין קורת הזנב ומגן רוטור הזנב, סובלנות העיצוב של החיבור תישלט בתוך± 0.4 מ"מ. תוצאות ניתוח האלמנטים הסופיים מראות שתוצאות עיצוב הקוביות של הסכימה החדשה הן "הצלחה חד פעמית" ויכולות לעמוד בדרישות הסובלנות.
העיצוב החדש של איירבוס למסגרת טבעת CFRP הושלם לפני כשנה, אך לקח הרבה זמן לעבור מסגסוגת אלומיניום לחומר מרוכב. על החברה לשקול בעיות רבות, כגון רציונליות התכנון, אימות ואישור שלבי התהליך, יציבות הייצור ההמוני וכן הלאה. בנוסף, ישנה חשיבות רבה להכשרת הצוות לתהליך החדש. יש לוודא שאנשי ההנדסה בכל חוליה מוכנים להסתגל לתכנית התכנון החדשה. איירבוס מאמינה שההמרה של ייצור מסגרת הטבעת מתהליך סגסוגת אלומיניום לתהליך CFRP היא לא רק שינוי פשוט של חלקים קיימים, אלא שינוי טכנולוגי במחלקת המסוקים של איירבוס; ביניהם, העבודה המאתגרת ביותר היא לא לעמוד בדרישות הסובלנות הגיאומטריות, אלא פיתוח מוצלח של פרפורמים.
נכון לעכשיו, כל מסוקי ה-H135 החדשים שיוצרו מצוידים במסגרות טבעת CFRP חדשות. בשל העמידות המצוינת בפני קורוזיה ועמידות העייפות של מסגרת הטבעת החדשה של CFRP, איירבוס הפחיתה את משקל המוצר של כ-0.5 ק"ג, שיפרה משמעותית את ביצועי הבטיחות והפחיתה את זמני הזיהוי והעלות.
