Airbus H160. Certification challenges and innovation. Investigations in the airframe perimeter of a new rotorcraft, specifically opening systems

The Master Thesis was developed during a working period at Airbus Helicopters Deutschland GmbH located in Donauwörth. The principal role of the Thesis is played by the H160, medium size twin-engine helicopter. The Thesis covers the development of key points related to the certification of the helicopter and the researched performed in the framework of innovative solutions: both aspects are contained in the investigation perimeter of the ETVFNO – Doors & Cowlings department, responsible for design and development of new helicopters airframe, in particular of closure systems such as cockpit/sliding doors, engine cowlings, maintenance doors. The topics related to the certification of the H160 focus on four practical matters that were verified through the performing of testing activities, collaborating with the appropriate departments. The development of the first two subjects, related to the fuel tank covers and the cargo door seal, accomplished excellent results: a foreseen modification of the fuel covers, resulting in significant cost saving, was verified on certification side and approved in the Helicopter Change Board, while the testing activity performed on the cargo door environmental seal allowed the fire substantiation of the compartment. However the topics concerning the fire certification of the structures located around the engine and a non-reliability issue identified on the door lock, Topic 3 and 4, remain open. The innovation topics are related to the implementation of electrical closure systems on the helicopter doors in order to substitute the mechanical locking solution, and to the elaboration of an invention allowing the safe opening of the sliding door at any flight speed. Analysing the scopes of the two subjects it was possible to achieve good results in terms of possible designs for both the systems. Referring to the second matter, a patent was also filed for a control system related to the opening speed of helicopters sliding doors. The following step for both innovation activities is represented by the collaboration with the plausible partner companies identified during the research phase.

La Tesi è stata svolta durante un periodo lavorativo in Helicopters Deutschland GmbH, nella sede di Donauwörth. Il soggetto principale dell ́elaborato è l ́H160, elicottero bi-motore di medie dimensioni. La Tesi riporta lo sviluppo di nodi chiave relativi alla certificazione dell ́elicottero e alla ricerca nell ́ambito di soluzioni innovative: entrambi gli aspetti inerenti al perimetro di investigazione del dipartimento ETVFNO – Porte & Cappottature, responsabile di progettazione e sviluppo della fusoliera di nuovi elicotteri, in particolare dei sistemi di apertura quali porte di accesso alla cabina o scorrevoli, cappottature motore e porte di servizio. Gli aspetti riguardanti la certificazione dell ́H160 si sono in particolare concentrati su quattro questioni pratiche, verificate attraverso l ́esecuzione di attività di test e la discussione con opportuni dipartimenti. L ́elaborazione dei primi due temi, relativi alle coperture dei serbatoi e alla guarnizione del portellone di carico, ha prodotto ottimi risultati: la possibile modifica delle coperture dei serbatoi, in grado di creare un sostanzioso risparmio economico, è stata verificata in termini certificativi e approvata dal comitato per le modifiche mentre i test eseguiti sulla guarnizione ambientale del portellone hanno permesso la certificazione antincendio del compartimento di carico. D ́altro canto i temi di certificazione antincendio delle strutture adiacenti alla zone motori e la non completa affidabilità del chiavistello di bloccaggio delle porte, descritti nei capitoli 3 e 4, rimangono aperti. Gli argomenti di innovazione trattati sono relativi all ́implementazione di chiusure elettroniche per porte e portelloni, in sostituzione ai sistemi di chiusura meccanici, e all ́elaborazione di una soluzione per permette l ́apertura dei portelloni scorrevoli durante il volo a qualunque velocità. Analizzando a fondo i due ambiti è stato possibile arrivare a buoni risultati in termini di potenziale design per entrambi i sistemi. Per quanto riguarda il secondo tema, è stato altresì registrato un brevetto per il controllo della velocità delle porte scorrevoli di un elicottero durante il volo.