本田航空开始改造格林斯博罗场地,用于新型喷气式飞机Echelon的测试和生产工作

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Flight Global 2024-05-26

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本田飞机公司在今年的欧洲公务航空展上深入研发其新型轻型公务喷气式飞机“Echelon”,这是一款航程为 2,625 海里(4,862 公里)的飞机,该公司表示,它将超越其他轻型喷气式飞机并对包机运营商具有吸引力。

位于北卡罗来纳州格林斯伯勒皮埃蒙特三角国际机场的公司总部和制造园区已经开始发生重大变化。

工人们在那里清理出空间,为未来的 Echelon 组装工作做准备。该工厂内,本田飞机公司还组装 HA-420 HondaJet,这款轻型喷气式飞机是 Echelon(指定为 HA-480)的主要基础。

与此同时,公司在园区内搭建了大型钢制试验台,用于进行系统测试和全尺​​寸结构测试。其他团队正在开发和测试 Echelon 组件,并与联邦航空管理局协调认证工作。

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“我们正处于转型期,”本田飞机公司制造和生产装配高级经理米格尔阿门塔 (Miguel Armenta) 今年 4 月在格林斯博罗总装基地走访时说道,该基地长期以来仅用于组装 HA-420 飞机。

本田飞机计划于 2028 年底前让其新型轻型喷气式飞机 Echelon 获得认证

阿门塔指着大楼北侧的一大片空地。HA-420 生产线之前占据了那个位置,但工人们已经开始将 HA-420 生产线集中在大楼南侧,为 Echelon 生产线腾出空间。

“我们要请清洁队来。我们要把所有旧的(地板)标记都去掉,然后把新的(梯队)标记放在地板上,”阿门塔说。

他坚持认为,这座 24,200 平方米(260,000 平方英尺)的建筑足够容纳两条生产线,并指出公司最近清理了地板上的计算机站,将它们转移到一个新建的可以俯瞰生产活动的夹层中。

本田飞机公司预计明年初开始为 Echelon 组装第一套铝制机翼——这项工作将在生产 HA-420 机翼的格林斯博罗工厂进行。

本田飞机公司于 2021 年发布了 Echelon 轻型喷气式飞机概念,当时称该飞机为 2600。该公司于去年 6 月承诺进行开发,并在去年悄悄推进了实现其目标至关重要的项目工作。飞行测试计划于 2026 年开始,认证定于 2028 年底。

Echelon 完全是本田飞机公司另一款飞机 HA-420 的改良版,该飞机可搭载七名乘客,航程为 1,550 海里(2,870 公里),采用两台 2,050 磅(9.1 千牛)推力的 GE 本田航空发动机 HF-120 涡扇发动机。公司创始人兼前首席执行官 Michimasa Fujino 在 20 世纪 90 年代末率先开发了 HA-420。迄今为止,本田飞机公司已交付了 250 多架此类飞机。

目前,本田飞机由 2022 年上任的首席执行官山崎秀人领导,该公司正在寻求解锁下一个商业机会,并将梯队视为关键。

新飞机与 HA-420 有许多相似之处,包括同样独特的机翼上发动机,以及配备基于 Garmin G3000 航空电子设备的几乎相同的驾驶舱。

Echelon 的体型将比其姊妹机型大得多,可搭载 10 名乘客(包括一名飞行员),翼展 17.3 米(56.7 英尺),长度 17.6 米。相比之下,HA-420 的翼展为 12.1 米,长度为 13 米。

新飞机的最大巡航速度为 450 节(833 公里/小时),实用升限为 47,000 英尺,而 HA-420 的最大巡航速度和实用升限分别为 422 节和 43,000 英尺。该公司表示,Echelon 飞机搭载四名乘客时,航程为 2,625 海里,可实现美国大陆的跨大陆飞行。

本田飞机公司首席商务官阿莫德·凯尔卡 (Amod Kelkar) 表示:“目前人们甚至还不指望轻型喷气式飞机能飞到 2600 海里。”

他预测,包括目前 HA-420 的拥有者在内,该飞机的销售潜力巨大。但 Kelkar 补充道,至关重要的是,Echelon 为本田飞机打开了来自机队运营商(如喷气式飞机包机和部分所有权公司)的订单。本田飞机已将 HA-420 出售给一家机队运营商——总部位于美国的 Volato——但这类公司通常更喜欢大型飞机,并且倾向于下大订单。

正如预期的那样,Kelkar 表示美国最有销售前景。他还认为中东(Echelons 可以连接主要商业中心的地方)、东南亚以及中国(可能是)是 Echelon 的主要市场。

凯尔卡表示,本田飞机公司已经收到来自约 410 名潜在客户的订购 Echelons 的意向书,其中包括可能订购多架飞机的机队运营商。“即使 [我们] 的转化率只有 30% 到 40%……这也是巨大的。”

本田飞机公司尚未收到任何确定的订单,因为 Echelon 的销售价格尚未确定。Kelkar 预计,在关键设计审查于今年完成之后,将在 2025 年确定订单。他拒绝透露 Echelon 的可能生产率。本田飞机公司每月生产约两架 HA-420。

尽管有相似之处,Echelon 和 HA-420 在内部还是存在一些差异。

GKN Aerospace 在北卡罗来纳州生产 HA-420 的碳纤维机身,而本田飞机则转向威奇托的 Spirit AeroSystems 为 Echelon 生产相同的结构。该计划要求 Spirit 在北卡罗来纳州金斯顿制造结构,该公司在那里为空客 A350 生产复合材料机身部件。

但今年波音公司表示有意收购 Spirit 以提高 Spirit 制造的 737 机身的质量,这带来了不确定性。这笔交易是否会取得进展尚不清楚,但分析师怀疑,只有 Spirit 剥离空客业务,这笔交易才有可能取得进展。

凯尔卡表示,这种情况可能会迫使 Spirit 在美国国内或国外其他地方生产 Echelon 飞机的机身,但他淡化了这种担忧。他补充说,本田飞机不会寻找其他机身供应商,并且仍然“非常忠诚于 Spirit”。

“我其实并没有什么太大的怀疑或担忧,因为他们讨论的计划对我们来说是可以接受的,”凯尔卡说。“我们对他们在哪里建造机身并不在意,只要它完全按照我们的规格建造并且准时完成就行。”

Spirit 已开始采购生产工具,本田飞机预计将于 2025 年 8 月收到第一架 Echelon 机身,Kelkar 表示。“我们整个供应链现在都已开始第一轮制造。”

另一项转变是,合资企业 GE Honda Aero Engines 将不再为 Echelon 供应涡扇发动机。相反,喷气式飞机将使用由密歇根州 Williams International 制造的双 FJ44-4C 涡扇发动机。FJ44 是现成的发动机,为其他轻型喷气式飞机提供动力,包括 Cessna Citation CJ3、CJ4 和 Pilatus PC-24。Honda Aircraft 选择 Williams 是因为开发全新发动机或扩大 HF-120 以满足 Echelon 的需求都不切实际

面对新的竞争对手

Echelon 将把本田飞机拉入轻型喷气式飞机市场,使其面临来自 CJ、PC-24 和巴西航空工业公司飞鸿 300 的竞争。凯尔卡说,这些竞争对手的航程约为 2,000 海里,这意味着 Echelon 将具有优势。他还补充说,这款喷气式飞机也将在一定程度上与中型飞机市场展开竞争。

他还指出,由于采用轻质碳纤维机身和独特的机翼上方发动机配置,Echelon 飞机所需的燃料将比其他轻型喷气式飞机减少 20%,比中型喷气式飞机减少 40%,这最大限度地提高了飞机周围的空气层流,从而减少了阻力。

“层流和湍流[空气]之间的过渡点在机翼表面的位置要靠后得多,因此燃料[燃烧]更少……阻力更小,摩擦更小,”凯尔卡说。Echelon 将拥有“可能是有史以来最好的自然层流机翼”。

本田飞机公司一直在悄悄推进其认证工作。该公司希望美国联邦航空管理局根据修订后的型号合格证将 Echelon 认证为 HA-420 的衍生产品它还将像其较小的同类产品一样获得单人驾驶许可,并与较小的喷气式飞机共享飞行员等级。

这些批准对于确保现有 HA-420 所有者的订单至关重要。

但获得认证并按时获得认证可能并不容易,尤其是考虑到在 737 Max 危机之后,美国联邦航空管理局对认证项目的审查更加严格,迫使波音和湾流等制造商推迟项目。此外,本田飞机本身也对认证延迟并不陌生:HA-420 屡屡受挫,于 2015 年获得美国联邦航空管理局认证——首飞 12 年后。

但 Kelkar 信心十足。他表示,HA-420 的经验教训让本田飞机公司为 Echelon 做好了准备,与小型喷气式飞机的相似性也支持修订后的型号认证路线。“整个想法是,飞行员的体验应该几乎完全相同。”

他说,本田飞机公司一直在与联邦航空管理局核实其意图,以确保该机构愿意并能够支持该计划。今年早些时候,约有 40 名本田飞机公司员工参加了在亚特兰大举行的联邦航空管理局临时型号认证委员会会议,他们在会上向约 35-40 名联邦航空管理局与会者详细介绍了 Echelon 飞机,提供了“逐个系统”的更新,并讨论了设计审查流程,Kelkar 补充道。

此外,一年多前,本田飞机公司就向国家航空研究所 (NIAR) 寻求反馈,该研究所是威奇托州立大学的一个非营利部门,专门从事飞机开发和认证。NIAR 建议本田飞机公司“在系统集成测试设施中完成尽可能多的测试”,Kelkar 说。“我们正试图尽可能多地使用这种方法……这样我们的飞行测试计划开始时对飞机设计就几乎没有什么未知数。”

对于一直在努力遏制亏损的本田飞机而言,Echelon 并非毫无风险。母公司本田的飞机和飞机发动机业务在截至 3 月份的财年亏损 329 亿日元(2.1 亿美元)。

但高管们认为,在新任首席执行官山崎的领导下,梯队是扭转局面的关键。创始首席执行官藤野是一名受过专业训练的工程师,而山崎则拥有扎实的商业背景。他于 1985 年加入本田,主要在汽车部门工作,后来转而管理这家飞机制造商。

本田飞机公司格林斯博罗研发基地的工程师也大量参与 Echelon 的工作。

在材料实验室里,工人们正在测试原型 Echelon 部件——包括最近一天测试的机翼到机身连接件。本田飞机公司结构工程高级总监布拉德·汤普森 (Brad Thompson) 表示,他们使用“负载框架”机器进行测试——其中包括四台可施加 22,000 磅(9,979 千克)的机器和一台可施加 55,000 磅的机器。

该团队还使用环境室让组件经受极热、极冷的温度和高湿度——这些条件对复合材料完整性的影响比金属更大。

“环境舱对于复合材料来说尤其重要,”汤普森说。“[我们]会将它们浸泡在水分中,然后加热,当它们吸收所有水分时,它们会变得脆弱得多。”

该研发设施还设有本田飞机的全尺寸结构测试设施,并于 2019 年完成了 HA-420 机身疲劳测试。

该公司最近建造了计划中的两座大型钢架中的第一座,每座钢架将在结构评估期间承载一架 Echelon 飞机机身。

该团队将使用第一台设备进行静态结构测试。“我们必须弯曲机翼、机身、尾翼——每个都要弯曲一次,”汤普森说。例如,该团队必须证明 Echelon 的机翼能够承受“极限载荷”,即“载荷极限”的 150%,这是机翼可能承受的最大载荷。

随后将进行全面疲劳测试,包括对机身进行数千次模拟飞行——通过对机身加压并使用大约 90 个执行器以模拟飞行阶段的方式移动结构,汤普森说。大约 2,000 个安装在机身上的传感器将测量运动。

汤普森说:“我们将弯曲机翼,降低机身”,并通过“侧向推动垂直尾翼”来扭转机身。“飞机在飞行中能看到的一切,我们都必须进行测试。”

疲劳测试在认证后仍会持续很长时间;模拟飞行的次数必须超过机队的实际飞行次数。法规要求对复合材料和金属材料进行不同的疲劳测试。

本田飞机公司仅使用一个试验台对 HA-420 进行疲劳测试,需要在复合材料和金属测试之间切换。因此,该项目持续了七年,涉及 100,000 次模拟飞行——是 HA-420 承诺使用寿命的五倍多,汤普森说。

但他的团队将使用两台设备进行 Echelon 的疲劳测试——最初用于静态测试的设备稍后将用于金属疲劳测试,而另一台设备(将在几年内建造)将用于复合材料疲劳测试。汤普森说,这两台设备应该可以让本田飞机公司在三年半到四年内完成 Echelon 的疲劳测试计划。

准备系统测试

一些最复杂的飞机开发工作涉及确保喷气式飞机的多个系统正确集成。为了确保一切顺利,本田飞机公司投资在其研发中心内为 Echelon 建立了一个新的集成测试设施 (ITF)。

“我们进行了大量测试,旨在全面检查系统,”本田 ITF 高级工程师 Michael Hodgson 说道。“凡是带有电气元件的东西,我们都会在这里进行测试。”

霍奇森指着新建的“集成测试平台”——位于 ITF 中心的高架结构。平台的一端安装有一个 HA-420 驾驶舱;本田飞机公司很快将在另一端安装另一个 HA-420 驾驶舱。

驾驶舱将完全再现 Echelon 的飞行甲板,是硬件、软件和实际飞机部件的复杂组合的一部分,旨在模拟 Echelon 的各种系统在飞行过程中的运行和交互方式。HA-420 驾驶舱是该项目的理想选择,因为除了比 Echelon 的驾驶舱短一点之外,它们完全相同。

驾驶舱将配备埃施朗公司的航空电子设备,并与埃施朗公司的实际控制器模块和主要飞机系统相连,其中一些系统已经固定在测试平台下方的装置上。霍奇森说,这些装置包括一个用于评估起落架正时的“起落架测试装置”,以及一个“用于验证襟翼和扰流板动作、负载和正时的襟翼和扰流板测试装置”。

此外,威廉姆斯公司已经提供的“发动机动力学”模拟器将为网络提供数据,平台下的执行器为驾驶舱控制装置提供“反馈力”,让飞行员感觉喷气式飞机就像在飞行一样。总的来说,这个想法是飞行员和工程师将能够在地面上测试 Echelon 的系统,就像喷气式飞机在飞行一样。

霍奇森说:“我们有一个完整的高保真实时模拟器,它可以收集所有数据,将其整合起来,放入空气动力学模型中,这样它的飞行速度就能像 HondaJet 480 一样。”

他预计,该团队今年将开始进行集成测试,可能从发动机测试开始。到今年年底或 2025 年初,该团队的目标是在 ITF 完成其首次模拟梯队飞行。

“然后,我们将开始真正的集成测试......并真正开始验证所有系统,”霍奇森说。

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