“通用航空业已经不再制造人们想要的产品了。”Hill解释道，“并不是人们不再想要私人直升机，他们只是想要一架能真正体现21世纪水准且价格亲民的飞机。因此，HX50的设计既美观，又快速，既强大，又安全且易于使用。”

HX50的规格参数意味着它在行业中开辟了一个属于自己的全新赛道。它能搭载4名乘客和一名飞行员，巡航速度为140节（259公里/小时），航程为700海里——比如，能够实现从伦敦到摩纳哥的不经停直飞，或者从洛杉矶到拉斯维加斯的往返飞行——成本是65万英镑（约747000美元）。其有效载荷为800公斤，最大起飞重量为1650公斤，因此，空重仅为850公斤，这要得益于其巧妙的设计和全复合材料的结构。

HX50最直接的竞争对手Robinson R66的售价超过110万美元。R66的空重较低，仅为585公斤，但与有效载荷640公斤、巡航速度约110节、航程约350海里的R66相比，HX50的有效载荷明显更高，巡航速度明显更快，且航程是R66的两倍。

“HX50并非要标新立异，搞些华而不实的概念，而是一款集大成的、整合了成熟技术和设计原则的精美且工业化的产品，适合于我们所谓的‘通用航空2.0'。”Hill说道。

HX50遵循有计划的认证策略，首先作为一款在工厂协助下完成的“实验性业余自制”类别的飞机，依据英国民航局（CAA）的飞行许可规定进行飞行。“通过‘准飞许可’途径，我们可以在完成完整的型号合格证之前，更快地将飞机交付给客户。”Hill解释道。与此同时，Hill Helicopters正在依据EASA CS-27标准，为其HC50型号直升机寻求完整的型号合格证。“我们设计、制造的所有产品，都以满足CS-27标准为目标。我们不走捷径——获得准飞许可的飞机与未来获得完全型号合格证的版本是按照完全相同的标准制造的。”Hill补充道。

Ridgway将HX50机体称为“单体结构”，它借鉴了赛车单体壳(monocoques)的设计理念，采用承重结构壳体，将机身外蒙皮与承重框架无缝结合，无需单独制造机架。这种单体结构高约1.5米，长3.5米，宽2.6米，完全由碳纤维增强塑料(CFRP)夹层板构成，提供了轻便且坚固的结构。

这种复合材料夹层结构的主要组成是，将Nomex芳纶蜂窝芯材粘接在两层面密度为380克/平方米的2×2斜纹T700 CFRP预浸料(东丽复合材料美国公司，美国加利福尼亚州摩根希尔)之间，纤维体积含量为54%，采用了一种符合船用规范要求且适合非热压罐(OOA)制造的溶剂型树脂，提升了环境性能。

“复合材料的性能和形状为这种单体结构带来了所需要的刚度和强度。” Ridgway强调说，“采用碳纤维材料和壳体设计，能够实现高杨氏模量，从而提供优异的抗弯曲、抗扭转和抗气动载荷能力。通过调整纤维取向、铺层厚度和芯材用量来订制局部位置的软硬程度（刚度），可以使结构承受的载荷能够得到更合理、更均匀的传递和分布。这使得机体轻巧而具有刚性，能在飞行过程中保持结构完整性，具备强大的抗撞击能力和抗疲劳耐久性。”

目标是打造封闭的一步法固化结构——这一挑战突破了传统树脂灌注工艺的应用边界，传统上，树脂灌注工艺主要用于制造形状相对简单的大型制品如船体，因为这些制品尺寸太大，无法放入热压罐中成型。

这一阶段始于探索一个四分之一缩比的机体模型，以此作为一个演示验证平台。这取得了成功，有效验证了灌注技术的核心原理。然而，在向具有日益复杂的芯层结构的全尺寸单体结构过渡时却出现了挑战。“两个关键问题显现出来。” Ridgway强调说。“首先，在大面积范围内实现纤维的均匀浸透被证明具有挑战性，这导致了一些区域树脂含量不足（即纤维没有被树脂充分浸透），从而危及了产品的结构完整性。其次，随着部件复杂程度的增加，确保外层具有高表面质量变得越来越困难。”

从项目角度看，树脂灌注工艺存在严重的局限性，无法实现Hill为HX50项目设定的宏大生产目标——即每天制造4架直升机。“大型模具每次只能容纳一至两名铺层工进入模内作业，而由于空间狭窄，他们工作时常常相互妨碍。” Ridgway说道。

在对层压板进行灌注的过程中，还出现了树脂消耗过多的复杂情况。“为了消除孔隙和气泡，吸入了多余的树脂，导致在加工结束时产生大量已混合但又无法使用的树脂。”Ridgway解释道，“这种低效，加上与施工质量和速度相关的限制，促使我们转向使用预浸料——这一转变对后续进展带来了重大影响。”

使用当前的预浸料版本，基础结构方法保持不变。然而，以往在单一闭模内一次成型的制造工艺，已被分段式制造策略所取代。这种方法将单体结构分成两个沿长度分段的蛤壳体，然后单独加工这两半，加工完成后，再将它们组装起来进行最终的固化。“利用蛤壳模具设计，我们实现了多台层压机对离散部件的并行操作，显著提升了层压加工的产出量。”Ridgway表示“尽管预浸料的成本确实高于干纤维与树脂的成本总和，但的确能实现更精准的铺层定位和边缘界定。”

对固结的两半单体壳进行连接的拼接接头，采用了传统的斜面搭接方式。对此，相邻的层压板按设定的间隔被系统地逐步错开，以便实现载荷在界面处的渐进式传递。在拼接接头处的层压板终端相对于接合区内的界面铺层取向呈±45°角。

“这一设计选择，旨在在拼接界面处重现连续纤维区域的力学性能，从而最大程度地减少结构上的不连续性。”Ridgway解释道，“这种方法对于减少应力集中以及确保在运行负载下的可靠性至关重要。”

该团队为单体夹层结构板的主层压板选用了面密度为380克/平方米的T700斜纹织物预浸料，其中纤维的体积含量为54%。“它在这种体积比例下提供了极佳的垂坠性，这对于制造该结构的某些复杂形状至关重要。”Ridgway强调道，“通过选择T700纤维而非更坚固的T800纤维，我们节省了大约40%的材料成本，最终，每架直升机的重量仅有小幅增加，从而在成本与性能之间取得了平衡。”

对于树脂系统，该团队选择了一种船用级别、溶剂型配方的材料，这种配方因其在固化过程中放热量低而闻名。“这种选择防止了内部应力和变形，确保满足严格的尺寸公差要求。”Ridgway表示，“由于这种树脂固化速度慢，使其在室温下可操作的时间较长。这允许操作人员进行多次压实操作，有效减少孔隙，从而能够在不使用高温高压的热压罐工艺的情况下，也能制造出致密、孔隙率低的复合材料层压板。”

此外，材料类型的选择是基于人因工程学考虑的，旨在最大程度地减少操作员为适应设备限制需求而进行的调整。比如，所选的树脂系统具有60天的保质期，在此期间无需冷冻保存。“在全面生产中，无需冷冻预浸料，而是直接将其放到切割台上进行裁切，然后进行铺层。”Ridgway解释道，“这简化了对材料的管理，减少了员工为赶生产任务而不得不在不方便的时间进入冷冻室解冻材料的必要。”

为优化强度和重量，同时满足制造需求，这种单体结构的芯材得到了精心分布。该团队在整个机体中使用了Nomex蜂窝，以避免电化学腐蚀并确保加工一致性。高密度的芯材被放置在关键区域，而低密度的芯材则被用于低负载区域。在形状复杂的区域，则使用泡沫芯。

为增强耐久性，用胶膜将芯材粘接到CFRP蒙皮上。在固化过程中，对升温速率进行控制，以有效管控热膨胀。灌封技术能够强化核心边缘，防止其因挤压而损坏，从而保持结构的完整性。

这种单体夹层板由手工铺层，在此过程中使用了Aligned Vision公司（美国马萨诸塞州切姆斯福德）提供的激光导向铺层系统，该系统通过激光将模板轮廓投影到模具上，指引工人将材料精确地铺放到正确的位置。集成的视觉系统能确保在3.5米长的单体壳结构件（分两半制造）上进行铺层时，达到亚毫米级的精度。CAD系统根据CAD数据生成铺层用的平面展开图和铺层定位码，并能适应设计变更，实现快速迭代。智能排版缓冲系统通过优化裁剪多层材料的方式，最大程度地提高了材料利用率，并支持灵活多变的生产模式。

这种设计既防雷击，又简化了制造流程。传统方法需要涂刷多层底漆并进行反复的打磨，以解决表面瑕疵问题，而使用集成的底漆膜则免去了这些重复、繁琐的步骤。

采用该系统后，量产的飞机机体只需在预先涂覆好的底漆膜上喷涂一层面漆即可，与传统的多阶段底漆涂装工艺相比，大约能缩短75%的涂装完工时间。该方法还能更好地控制重量，因为将施加底漆膜这一可变的后固化步骤整合到了层压固结过程中。

“涂装过程采用了可控的三层序列：集成底漆膜、单层面漆和最终清漆。”Ridgway说道，“这使得整个涂装系统的重量可预测，避免了因表面质量问题而产生的波动。最终的涂装质量就像Hill所描述的那样，可与‘宾利涂装’相媲美。”

Hill使用一台8米×4米的大型烘箱，并配备自主研发的控制系统，用于固化HX50的复合材料结构件。该烘箱包含6个独立控制的加热与真空区域，每个区域均通过经过校准的热电偶进行温度监控。

来自这些传感器的数据通过人机界面（HMI）进行采集，确保在烘箱的有效工作区域内，温度均匀性维持在±5℃的范围内。巧妙布局的风扇和可调节的管道，促进了空气的循环，从而有效地控制了烤箱区域内各处的温差。此外，所有的热循环和真空曲线均被详尽记录，以供工艺验证与认证使用。

“该控制系统有效管理了复杂结构的固化过程。真空固结系统能持续维持6条独立管路的完整真空度，并配备自动故障检测功能，从而确保压力持续稳定并具备容错能力。”Ridgway说道。

Hill Helicopters为HX50设定的初始生产目标是每天制造4架直升机，年产量约为1000架，但一条生产线无法实现这一目标。按照Hill的预计，要想满足这一产率要求，必须增加模具和劳动力。

这一初始产率反映了Hill Helicopters的成功。该公司最初的目标是销售100架直升机以收回开发成本，但现在订单总数已超过1400架。Hill表示，这为私人直升机市场树立了新的标杆。

HX50项目还证明，使用低成本的烘箱进行加工，也能制造出符合航空标准的高质量复合材料结构，这使得复合材料的应用可以扩展到那些以前因为用不起或无法使用热压罐而受到限制的领域。

 “尽管外界曾对公司采用的非传统方法充满质疑，但我们将工程专业知识与创新思维相结合，成功地在这样一个对成本敏感的市场中，推动了复合材料的更广泛应用，同时确保了产品的安全性与可靠性。”Hill表示。

该公司也一直愿意根据新的信息调整方向。“为了同时实现我们的产率目标和经济效益目标，我们不得不放弃一些最初的想法。”Ridgway承认道，“但我们还开发了一种可扩展的复合材料制造方法，这种方法摆脱了传统航空航天制造对热压罐的依赖。”

Hill Helicopters重新构思通用航空的愿景并未止步于此。一旦兑现了HX50和HC50项目的承诺，该公司计划开发一款双引擎旋翼机，并利用其自主研发的GT50发动机，开发新一代固定翼涡桨飞机系列。

Hill Helicopter对创新的执着，甚至延伸到了那些传统上会外包给其他厂商生产的零部件上。该公司通过内部研发，采用创新的一步法模压成型工艺，制造出基于多种复合材料的主旋翼叶片，通过精密的动态调校，令叶片的使用寿命达到了20000小时。该公司愿意重新思考旋翼机的每一个设计环节——从机身到旋翼系统，从而彰显了其核心理念，即对“通用航空制造业可以是什么样子”进行根本性的重新构思。

直升机主旋翼叶片面临着极其严苛和特殊的空气动力工况，这要求必须采用先进的制造技术。与其HX50的整体设计工程理念保持一致，Hill Helicopters高度重视优化其复合材料旋翼叶片的结构动态性能，从而优化制造工艺。“我们选择了彻底的自力更生之路，从根本出发进行工程设计，以实现毫不妥协的性能和成本目标。”Jason Hill表示。

HX50主旋翼叶片的结构设计不是基于传统的粘接组装方法，而是基于由金属闭模系统完成的一次性模压成型技术。这种复合材料结构采用OOA预浸料碳纤维和玻璃纤维增强的聚合物复合材料，有策略地结合使用了双轴和单向材料。

通过材料选择，能够在叶片的铺层过程中，独立地、有目的地控制纤维的铺设方向，以此来分别调整叶片在不同方向上的刚度，并优化其质量分布。横截面设计采用空心梁结构，辅以填充泡沫的后缘，这提升了性能并减轻了重量，实现了必要的结构完整性，同时保持了最佳的质量特性，这对于支撑飞机飞行品质的高惯性旋翼系统是至关重要的。

为量产而建立的制造基础设施，意味着在精密工装和热管理系统方面投入了大量资本。2025年10月下旬，首片量产的叶片被成功地从模具中取出，这标志着整个长期研发项目达到了一个关键的高峰节点。Hill解释说，这一成就的意义并不仅限于成功地制造出部件本身。

“在这些先进的复合材料主旋翼叶片方面取得的突破，对公司而言是一个重大的里程碑，凝聚了多年来的设计和工艺创新。”他解释道，“成功实施可扩展、可重复的先进复合材料制造工艺，使公司能够以具有竞争力的价格，交付一款面向通用航空市场的下一代直升机。此外，这一成就表明，复杂的复合材料航空结构能够以经济高效的方式实现量产，从而满足商业市场的需求。”