Saturday, March 6, 2010

Proyecto Helicóptero de Industrias Cardoen


Concepto Inicial: Modificar un helicóptero civil para ser utilizado como helicóptero de ataque.

En 1984 Carlos Cardoen, ingenierio experto en explosivos y PhD. en metalurgia en la Universidad de Utah, y por entonces presidente de Industrias Cardoen (INCAR), encarga  un informe de factibilidad al ingeniero René González (BSAE Northrop Institute of Technology, MSAE, MSCE, EDAE University of Southern California y por entonces profesor civil en  la Academia Politécnica de Aeronáutica). La intención: determinar la factibilidad de modificar para uso militar un helicóptero de uso civil. 
En esa oportunidad se trataba del aparato alemán bi turbina MBB BO-105. Las posibles prestaciones del aparato consideraban operaciones anti guerrillas, control de narcótráfico y desde luego ser capaz de combatir y destruir blindados en tierra. 
El principal desafío estaba en que el helicóptero seleccionado para ser rediseñado era biplaza con una cabina tipo "burbuja" de alta exposición al fuego. Esta debía ser reemplazada por una cabina monoplaza o en tándem  que ubicara al piloto y posiblemente un artillero centrado con respecto el eje longitudinal de la nave. La cabina burbuja debía ser rediseñada de tal manera que ofreciera mayor protección al piloto y artillero tanto al fuego desde tierra (que permitiera la instalación de paneles de blindaje) como ante el impacto en un eventual accidente. 
Lo anterior significaba un rediseño completo de la estructura de la cabina y en consecuencia la reubicación de mandos, controles, pedales, varillas de control, cables y re diseño del panel de instrumentos. 
Una vez encargado el informe, René González comenzó  el estudio de factibilidad. Se interioriza en la estructura haciendo uso de un detallado  manual de reparaciones estructurales del Bolkow BO-105. Contrata al dibujante y moedelista Carlos Dittus para construir diversos modelos  de todas las configuraciones de cabina consideradas: una de ellas en tándem con espacio para un artillero. El re-diseño incluía la incorporación de un ala porta armamento que en ciertas actitudes de vuelo mejoraba el performance aerodinámico. 
Las evaluaciones aerodinámicas iniciales se hicieron de modo comparativo entre las distintas configuraciones. Al no contar con un túnel de viento adecuado en Chile,  estas pruebas se hicieron al aire libre montando los modelos en un marco de acero que iba sobre una camioneta. La información obtenida, aunque desde luego no era cuantitativa, fue muy útil para decidir una configuración final.




Modelo de la primera propuesta de modificación estructural para el BO105 que consideraba una cabina en tandem para piloto y artillero.


Comparación del comportamiento aerodinámico de las propuestas en tandem,  side-by-side y BO 105 original





1985: Construcción del primer  Mock Up 

(Bolkow BO105 Attack Helicopter Conversion)

Una vez estudiado y aprobado el informe de factibilidad por parte de Carlos Cardoen, este dió el vamos rápidamente  al proyecto.  La primera acción fue coordinar una visita del ingeniero González en marzo de 1985 a una planta en Madrid en la cual se  fabricaban BO105 bajo licencia. Durante casi una semana, González visitó la planta a diario teniendo acceso a la cadena de montaje y distintas etapas del proceso de fabricación. Esta visita le permitió conocer de cerca y en detalle la estructura del helicóptero Bolkow que sería modificado, e intercambiar impresiones con los  los ingenieros de la fábrica, complementando con esto las recomendaciones incluidas en el informe de factibilidad.  Esta visita e información  era crucial considerando la envergadura de la modificación a realizar. 
Al regresar González de Madrid se entera que Carlos Cardoen había destinado un hangar en el aeropuerto Cerrillos para ser el lugar en el que se pondría en marcha la primera etapa del proyecto: la construcción de un mock up (réplica en tamaño real y en detalle de la aeronave) según la configuración recomendada en el informe de factibilidad inicial. 
La construcción y uso de mock up en la industria aeronáutica es crucial para poder resolver a escala real problemas de diseño y configuración. Además se les da uso comercial exhibiéndolos en ferias aeronáuticas. En este caso se tenía en mente hacerlo en FIDA 1986. 





Mock up terminado en Los Cerrillos. Hangar de Aeromet.

Marzo 1986: Exposición del Mock Up en FIDA 1986. 

El stand de Industrias Cardoen en FIDA 86 era uno de los más atractivos de la feria. Junto a todos los productos de defensas de la compañía se presentaba la propuesta de conversión del BO 105 en un helicóptero de ataque con una configuración radicalmente distinta. 
Porta cohetes en el ala porta armamento incorporada, una torreta Lucas con ametralladora .50 (réplica de la torreta enviada por la compañía Lucas) y HUD (Head Up Display).  Con modelos a escala se explicaba el proceso de modificación estructural que se había concebido para fabricar el helicóptero. Una eventual posibilidad de ofrecer una aparato de considerable poder de fuego a una fracción del costo de helicópteros de ataque mucho más avanzados disponibles en la época. 
Lamentablemente representantes de la MBB (Messerschmitt - Bölkow - Blohm) durante la feria se negaron a dar las autorizaciones respectivas para seguir adelante con el proyecto. En consecuencia el proyecto de construir un helicóptero de ataque en base a una nave civil, quedaba, por el momento,  suspendido para Industrias Cardoen. 







1986 - 1990: Nueva Alternativa: Bell Long Ranger 206 L-III


Tras la negativa de MBB, Cardoen re orienta el proyecto y encomienda la tarea al Ingeniero R.González y su equipo de modificar el Bell Long Ranger 206 L-III con la intención de convertirlo en un helicóptero antitanque y eventualmente como entrenador de transición.  

Los objetivos de la modificación serían:
  • Incrementar la resistencia estructural para aumentar la posibilidad de sobreviviencia en accidentes y disminuir la exposición al fuego enemigo. 
  • Para esto se decide reemplazar la cabina bi palza  tipo "burbuja" por una monoplaza de estructura semi monocoque.
  • Se consigue así un campo de visión simétrico para el piloto lo cual es de ayuda en maniobras críticias y de baja altura. Tanto civiles como militares.  (Un ejemplo posterior de la aplicación de esta configuración  es el helicóptero Kaman K-Max)
  • Considerar lugar para un artillero. 
  • Equipar el helicóptero con poder de fuego que le permitiera estar en la categoría de anti tanque (esto último resultaría inviable  hasta la etapa en que se desarrolló el proyecto debido a razones estructurales y por el limitado peso de despegue Bell 206 ). 
En un comienzo, hacia octubre de 1986 Industrias Cardoen se contactó a la compañía Bell Helicopter Textron para llevar a cabo un proyecto en conjunto. Iniciativa que fue bien recibida por la compañía norteamericana.
En la exposición HAI en febrero de 1987 en Dallas, René González tiene reuniones con ejecutivos de Bell para considerar los aspectos técnicos del proyecto. Hasta el momento se había considerado una cabina en tándem (ver foto inferior) y ala porta armamento sin embargo luego de estas reuniones se decide por una cabina monoplaza debido a que la cabina en tándem generaba  problemas por el desplazamiento del centro de gravedad.

En el primer plano de esta fotografía se puede ver un modelo de la primera propuesta desarrollada en Industrias Cardoen para modificar el Bell 206 como Helicóptero de Ataque: Cabina en tándem para piloto y artillero; ala porta armamento. (1986).   
 
 
En abril de 1987 se sostuvo una reunión en las plantas en Fort Worth. En la cual se acuerda que Bell va a emitir un informe de factibilidad por encargo de Industrias Cardoen INCAR.  Bell Helicopter entregó en ese informe  una propuesta de modificación que incluía diagrama de 3 vistas, posibilidades de armamento, equipos de aviónica, costos, plan de trabajo, etc.
 
Portada del informe de factibilidad entrgado por Bell Helicoter de Fort Worth tras el encargo de Industrias Cardoen para llevar a cabo la modificación en conjunto.   
 
Layout de vista lateral de la propuesta de modificación a Single Pilot Cockpit incluida en el informe preliminar entregado por Bell Helicopter en 1987
 
El trabajo en conjunto con Bell  aún se mantenía hacia   Noviembre de 1987 con reuniones técnicas en Fort Worth, Indianapolis y en la planta de Bell en Montreal, Canada.  Para entonces se había decidido que la modificación definitiva sería la  diseñada por el ingeniero González y de la que en esa fecha ya se había construído un  mockup estructural por personal de Industrias Cardoen en Chile.  
Bell vió tal avance como un gran logro para INCAR y motivó aún más su participación. Sin embargo en marzo de 1988 Bell Helicopter se retira del proyecto argumentando que muy probablemente no se obtendrían los permisos gubernamentales para la venta de los aparatos.

 

 

Construcción de Mock Up Estructural de la Modificación Definitiva del Bell 206.

Se decide entonces por una cabina mono plaza ubicando al artillero en la que fuese la cabina de pasajeros.  Con esa configuración en mente se comienza en la Planta Macul de Industrias Cardoen la construcción de un mock-up estructural. 
 
A diferencia del Bolkow BO 105 (que se construyó en madera), esta vez el  mock up se diseña pensando en utilizarlo durante las pruebas de resistencia estática. Es decir, debía ser una réplica exacta en aluminio  de la estructura re-diseñada para ser sometida a pruebas de resistencia estructural. Los resultados de estas pruebas serán claves para determinar la viabilidad de la modificación y decidir cualquier cambio en el diseño de los detalles estructurales. 
 
A medida que el mock up estructural iba tomando forma,   aplicando una metodología "design as you build", el avance se iba registrando en planos por el equipo de dibujantes. Tal método de diseño permitió mantener los costos del proyecto dentro de lo razonable. El uso de cualquier tecnología CAD, tanto para diseño como para simulación, para ese entonces escapaba del presupuesto del proyecto. 


Para construir el mock up estructural (o espécimen estructural) Industrias Cardoen importó un fuselaje de un Bell Long Ranger que había sufrido un accidente en el cual la viga maestra del fuselaje se había dañado catastróficamente dejando el aparato sin posibilidades de seguir volando. Una vez en Santiago, el fuselaje se trasladó a la instalaciones de la Planta Macul de Cardoen. 
La viga maestra fue reparada por los técnicos especializados en estructuras de aeronaves Guido Véliz y José Véliz de reconocida experiencia en este ámbito. Luego, se removió el tercio delantero del fuselaje que sería intervenido:  desde el mamparo  delantero ("turn over bulkhead") hacia delante. 
 
Una vez que que la cabina original del Bell 206 fue removida, se construyó una maqueta de la cabina modificada. Inicialmente se fueron disponiendo listones de madera en lugar de los elementoss que serían de aluminio. De esta manera la configuración de la estructura se resolvía  en 3 dimensiones. Lo cual resultaba muy práctico para resolver los detalles ergonómicos, como posición del asiento y tablero de instrumentos. 
 
 
 
 
 
Una vez conforme con la disposición general de la estructura, los listones de madera iban siendo reemplazados por elementos estructurales de aluminio que habían sido  previamente calculados y diseñados en deatalle: mamparos, vigas, largueros, marcos estructurales, etc. todos estos elementos fabricados a mano por José y Guido Véliz. 
 
Especial atención debió tenerse en el diseño del encuentro entre la estructura del fuselaje y la de la nueva cabina. Un ejemplo de esto es la extensión en vertical de la viga maestra del fuselaje que permitió aumentar la altura interior de la cabina y además actuar como torre de capotaje. 
De esta forma, se contaba con un mock up que además de fines comerciales (fue exhibido en las FIDA 1988 y 1990), también cumpliría una función crucial en el proceso de diseño. 


    










Diseño y Construcción de Túnel de Viento


Debido a la modificación de la cabina original del Bell Long Ranger, era crucial estudiar cómo se veía afectado el flujo aerodinámico en torno al fuselaje y su interacción con la nueva estructura del helicóptero. Esto era de vital importancia en los siguientes aspectos del diseño: 
  • Al modificar la parte superior de la cabina original, el flujo de aire que llega a la entrada del compresor se veía alterado. Era de vital importancia verificar que la presión de impacto que llegaba a la toma de aire del compresor de la turbina seguía siendo la misma que la del diseño original. De ser muy distintas, se corría el riesgo de no entregar al compresor la presión de admisión suficiente y que se produzca un stall de compresor seguido por un flame out de la turbina. Es decir que la turbina dejará de funcionar.
  • Era necesario verificar el punto más apropiado de la nueva estructura para ubicar los puertos de presión estática. Estos son de suma importancia para el sistema pitot de la aeronave que entrega lecturas de presión que se traducen en velocidad y altitud de vuelo. (En el posterior reporte de los vuelos de prueba de la FAA se mencionó que las indicaciones del sistema pitot eran más exactas que en el modelo original).
  • Era necesario hacer  pruebas que permitieran verificar que el flujo en torno a la nueva cabina se mantenía laminar y no aumentara el arrastre debido a la nueva forma de la misma.  (Pruebas con chicotes de lana o “tufts” y medición de fuerzas aerodinámicas).
  • En la nariz del vehículo se dispusieron ductos de ventilación hacia la cabina  que debían ser ajustados.
  • En la eventual versión HA (Helicóptero de Ataque)  el sistema de misiles anti tanque filo guiados consideraba una mirilla periscópica a un costado de la toma de aire de la turbina. También se realizaron pruebas en modelos a escala  que incorporaban esta mirilla. 

Esta necesidad llevó a Industrias Cardoen a cotizar la compra de un túnel de viento apropiado en el extranjero. Durante un viaje a la costa este de Estados Unidos, René González sostuvo reuniones con una empresa (West Coast Research Corp.) que fabricaba túneles de viento e instrumentación dedicada. Todos los presupuestos recibidos eran altísimos y escapaban a la condición permanente de mantener los costos del proyecto al mínimo. Sin embargo reuniones con el dueño de la firma y la información obtenida fue de gran ayuda para el posterior diseño del túnel en Chile. 
Una de las filosofías que Carlos Cardoen aplicaba dentro de la compañía, y que tuvo especial aplicación en este proyecto, era : “ Si lo necesitas, diséñalo y constrúyelo”. Tal fue en este caso. René González y su equipo acometieron la tarea de diseñar y construir un túnel de viento.  
El equipo de modelistas construyó varios modelos a distintas escalas del helicóptero original y el modificado. . Los ensayos, realizados en diversas ocasiones y distintas condiciones de temperatura, no mostraron diferencias considerables entre los dos modelos tanto en el flujo ni en las  lecturas de presión en los puntos clave. 




Modelo en túnel de viento del CB206 AH. Incluye sistema de mira periscópica a un costado de la entrada de aire a la turbina




Pruebas Estáticas de Resistencia Estructural 

En 1987 con el mock up estructural terminado, y en paralelo a la construcción del túnel de viento, se realizaron (en la planta Macul)  en conjunto con el IDIEM de la Universidad de Chile, las pruebas de resistencia estructural. En ellas el mock up se sometió a distintas cargas propias de la envolvente de operación del helicóptero. Estas cargas se simulaban por medio de lingotes de plomo con  el mock up en diversas posiciones dispuestas anteriormente por ingeniería en la planificación de los ensayos. Las deformaciones de la estructura eran registradas por medio de strain gages. 
Se identificó una concentración de esfuerzos y consecuentes deformaciones por sobre lo recomendable en el ángulo entre el parabrisas frontal y la naríz de la cabina (borde inferior del parabrisas). Para solucionarlo se diseño un doubler (refuerzo que se puede ver en las posteriores fotos del prototipo) que se fabricó y se remachó a la estructura para repetir el ensayo. 
Con el mismo peso estructural, la cabina modificada soportó cargas 3,5  veces superiores a la original. Por ejemplo 16,000lbs de carga frontal sin mostrar deformación permanente. Lo cual cumplía con la intención inicial del proyecto: ofrecer una nave con una notable mayor resistencia estructural apropiada para misiones civiles y militares. 






Mockup de la Versión AH (Attack helicopter) 

Hacia noviembre de 1988 se construyó un mock up de la eventual versión como Helicóptero Antitanque. Se consideraban:
  • Brazos porta armamento
  • Mira periscópica del sistema de misles "Flecha Roja"
  • Lugar para artillero atrás del cockpit.
  • Configuración adecuada del panel de insturmentos y paneles laterales. (Desde luego distintos a la distribución de instrumentos en  la versión utilitaria finalmente usada en el prototipo).
  • Head Up display sobre el tablero.




Pruebas con Misil "Flecha Roja" (NORINCO Industries, China) 

Tras reuniones sostenidas en Beijing con ingenieros de NORINCO en Septiembre de 1988,  se acordó un programa de pruebas a realizarse en Santiago (Peldehue) en Noviembre del mismo año usando el mock up estructural como plataforma. 
El objetivo de estas pruebas fue determinar la factibilidad de equipar la versión de combate (AH) con el misil antitanque “Red Arrow” que fabricaba NORINCO. 
En las pruebas se ocuparon misiles con sólo un tercio de la carga propulsora y sin cabeza de guerra. 
La estructura original del Bell Long Ranger, aunque contaba con puntos duros para fijar armamento mediano,  no fue concebida  para soportar esfuerzos explosivos de este tipo. En consecuencia, se registraron deformaciones (pandeo plástico en el la piel de la estructura) en el tercio posterior del fuselaje, debido sólo a la acción propulsora del misil.
Los resultados de estas pruebas dejaban en manifiesto que  de insistir en una versión AH,  deberían invertirse numerosas horas de ingeniería y recursos para reforzar la estructura. Sin embargo, habían dos grandes obstáculos a sortear durante ese proceso de diseño: 
  • El limitado peso de despegue del Bell Long Ranger.
  • Cualquier incremento en la masa de la estructura no debía implicar un desplazamiento del centro de gravedad más allá de los límites originales descritos por el fabricante. 






Construcción del Prototipo 

Una vez conformes con los resultados de las pruebas estructurales y las pruebas en el túnel de viento, se planificó la construcción definitiva del prototipo. 
En paralelo a todos los avances en el diseño, y modificación de la estructura del mock up, se llevaba registro estricto y detallado en planos  de acuerdo al standard FAA (Federal Aviation Administration) pues fue siempre la intención del proyecto obtener la certificación STC (Supplemental Type Certificate) de esta agencia estadounidense para la comercialización de la versión civil del helicóptero. 

Para construir el prototipo, esta vez, a diferencia del mock up, se debía montar las piezas con precisión milimétrica. Es decir era necesario generar usando teodolitos un sistema de referencia en 3D y coordenadas (estaciones) tal como se habían designado en los planos. Del montaje adecuado de la estructura dependía la calidad del prototipo y su desempeño en pruebas de la FAA. 
Para esto el Ingeniero Civil Mecánico Jaime Ortúzar, responsable del control de calidad dentro del equipo, diseñó un JIG, que es un marco rígido customizado para mantener estática la estructura a ser intervenida y que permite el apoyo y fijación provisoria de los elementos y piezas a medida que se construye la estructura modificada.  Quedaría demostrado el excelente trabajo realizado por el ingeniero Ortúzar y los mecánicos de INCAR en las futuras pruebas. Por muy óptimo que sea el diseño estructural, si no se cuenta con un JIG adecuado no se podrá obtener un prototipo de calidad. (en las fotografías se ve el mock up montado en el JIG, y el Bell que se compró para modificarlo).
Para la construcción del prototipo Industrias Cardoen importó un Bell 206 Long Ranger matrícula norteamericana  N38958.
Carlos Nielsen, mecánico especializados en helicópteros, fue el encargado de desarmar por completo el N38958 y dejar sólo su estructura para ser montado en el JIG. Carlos Nielsen también resolvió posteriormente un problema en el sistema de comandos del helicóptero modificado diseñando un codo en la transmisión.

Una vez que se removieron todos los componentes mecánicos, la estructura desnuda del Bell Long Ranger N38958 se montó en el JIG. Una vez ahpi se procedió a remover toda la estructura desde el mamparo delantero hacia adelante tal como se había hecho para construir el mock up. Esta vez sí la precisión en el procediemiento era crucial. (En algunas fotografías aparece el mock up montado en el JIG para fines domostrativos).


    


Publicación en Jane’s Defense dando a conocer el avance del Proyecto Helicóptero en 1987

Publicación en Jane’s Defense con la configuración definitiva del prototipo. 1989.




Pruebas de Vibración y Determinación de la Frecuencia Natural de la Estructura.

Al modificar la estructura y la distribución de masa dentro de la misma, era necesario verificar que la frecuencia natural de la estructura no se veía notoriamente alterada. Por sus condiciones de operación esto era de vital importancia, pues de otra forma se corría el riesgo de experimentar fenómenos de resonancia destructiva.  En el caso de helicópteros por ejemplo, el "ground resonance" por ejemplo.
Con este propósito, una vez desarmado el N38958,  se sometió su estructura a distintas y reiteradas pruebas de vibración en tierra (ground vibration tests) para determinar su frecuencia natural y lo mismo se hizo con el mockup estructural. Ambas frecuencias resultaron ser satisfactoriamente similares. Todos estos datos se iban registrando en informes de inegeniería que eventualmente serían presentados a la FAA.







Participación de Global Helicopter Technology Inc.

Para poder postular a la certificación STC de la FAA, todo el proceso de construcción del prototipo debía ser supervisado por un ingeniero Delegated Engineering Representatitve (DER) y un delegado de aeronavegabilidad Delegated Airworthiness Representative (DAR) ambos pertenecientes a la FAA. Industrias Cardoen no podía contratar los servicios de la FAA al ser una compañía extranjera, razón por la cual se firmó un convenio de cooperación con una pequeña compañía basada en Fort Worth: Global Helicopter Technology, formada por ingenieros, y pilotos de prueba retirados de la Bell. 
Global contrató entonces los servicios de Gene Turner (DER) (ver más abajo  extracto de su libro en que hace referencia al proyecto) y Claude Bandy (DAR). 
Cada uno de los planos que detallaban la modificación  (660 en total) debían ser aprobados por el DER para recién entonces poder fabricar las piezas y componentes estructurales. Cada pieza debía ser aprobada por el DAR antes de ser montada en la estructura del prototipo. 
Tal proceso significó la visita de los representantes en  al menos 6 ocasiones  a las instalaciones de Cardoen en Santiago durante 1988-1989 hasta terminar el prototipo. 








Primer vuelo del prototipo 08 de diciembre de 1989, Los Cerrillos.





Prototipo en Hurst, Texas para Certificación FAA

En vez de exhibir el prototipo en vuelo en FIDAE en marzo de 1990, se decide enviarlo a EE.UU. para iniciar el proceso de certificación y obtención del Supplemental Type Certificate (STC) con la representación de Global Helicopter.

En enero de 1990, vía Lufthansa,  el prototipo llega a las dependencias de Global Helicopter Technology Inc. en Hurst, Texas para someterse al programa de pruebas de la FAA. 

Personal, ingenieros y pilotos de Global planifican un programa de pruebas idéntico al que será aplicado por la FAA. Se determina incrmentar el espesor del parabrisas pues tendía a pandearse y acumular agua en condiciones de lluvia; se intervienen el sistema de control pues volando con el centro de gravedad en la posición límite hacía atrás, existía una respuesta retardada de los comandos.

 



 




 

Mock Up estructural en FIDAE 1990

Mientras el prototipo estaba en EE. UU, En FIDAE 1990 se exhbió el mock up estructural que había sido utilizado para las pruebas estáticas. En las imágenes se ve al entonces Comandante en Jefe de la Fuerza Aérea, General Matthei visitando el stand de Indutrias Cardoen junto a su presidente Carlos Cardoen. 



 



Gene Turner (RIP), piloto e ingeniero aeronáutico estadounidense,  fallecido en 2017, dedicó un capítulo de su libro - memorias "Fabulous Affairs With Aircraft and Federal Aviation Airheads" al proyecto Helicóptero de Industrias Cardoen. 
En este texto se explica muy bien la intención del proyecto enmarcado en las reglas para obtener un STC (Supplemental Type Certificate) y que significa un STC. Opiniones respecto al mismo provenientes de un tercera parte que no tenía interés más que el profesional ejerciendo su labor como delegado de la FAA en el desarrollo y certificación del helicóptero. 
Es de destacar sus elogios para el personal de Industrias Cardoen, el trabajo realizado y las herramientas y procesos desarrollados para ejecutarlo onsiderando que hablamos de fines de la década de 1980. Su escrito toma aún más crédito viniendo de un Ingeniero con su experiencia y con bastante más peso que las evaluaciones en torno al proyecto realizadas livianamenete por "expertos nacionales".
El siguiente link corresponde al sitio administrado por Gene Turner en el que expone su carrera y aviones diseñados y fabricados. 



*Reproducción autorizada por el autor. 

Chapter  50

Cardoen 206 L-3, The Chile Copter

The FAA takes much flak from the aviation community on just about every aspect of aviation.  However, one area the aviation community should be thankful for, is the capability for obtaining a Supplemental Type Certificate (STC).  The STC provides a window into the FAA Type Certificated (TC) aircraft, engines, or propellers.  This window allows an individual or group of individuals to make alterations to the TCed product to customize interiors, add improved avionics, install different engines, improve flight performance, etc.  If the FAA had not provided a means to make alterations to existing aircraft, engines, and propellers, many great improvements would never be realized.  The original manufacturers do not want to get into the modification business.

A gentleman from South America, Mr. Carlos Cardoen, was the owner of an aviation business located in Miami, Florida. However, as a result of his American-company ownership, he could apply for an STC through his American company.  (The FAA cannot grant STC's to foreign nationals.)  The alteration was to convert the Bell Helicopter Model 206 L-3 into a specialized single-place agricultural type helicopter.  The aircraft would be tailored for crop dusting, crop spraying, fire fighting, lifting objects, and medical evacuation.  The passenger compartment would be replaced with tanks or other special equipment.  The pilot compartment would be replaced with one providing greater visibility for the single pilot.  No changes would be made to the airframe, dynamic components, propulsion system, or performance of the helicopter.

Mr. Cardoen applied for the STC through his American company; however, the development and modification works were to be done in Cardoen’s facilities in Santiago, Chile. 

The FAA does not provide a budget for conducting type certification projects outside of the United States.  The Cardoen Company offered to pay the FAA for their services.  This could not be accomplished, as there were no provisions in the U.S. Government to accept money from a foreign national for payment to the FAA.  The FAA resolved the problem by allowing Mr. Cardoen to hire FAA appointed Designated Engineering Representatives (DER's) and Designated Airworthiness Representatives (DAR's) to conduct the certification program from the engineering and manufacturing aspects.  Cardoen engaged Global Helicopters International (GHI), Hurst, Texas, to obtain the STC.  GHI in turn hired me to do the engineering certification because I held structures, systems and equipment, and administrative DER authorities.  For the manufacturing inspection portion of the program, my DAR partner was Claude Bandy, a highly qualified ex-FAA Manufacturing Inspector.  The FAA authorized me to approve all engineering aspects of the aircraft, including propulsion.

Claude and I made six trips to Santiago.  I would review and approve the engineering work and Claude would inspect the piece parts and assemblies to assure they conformed to the approved engineering data.  The personnel Cardoen had selected for the helicopter project were well trained and highly skilled.  This prevailed from the chief engineer to stock clerks.  The Chief Engineer, Rene Gonzalez, had three Doctorate Degrees  (corrección: es sólo un grado doctoral) and two Masters Degrees from the University of Southern California. Augmenting his engineering capabilities, he was a well-qualified pilot having served several years as an airline pilot.

The shop personnel fabricating the parts were more artistic than ordinary sheet metal mechanics.  The work they produced was simply beautiful, especially when considering they did all of their work by hand.  They had no hydraulic presses or modern tools like we see in every factory in the U.S.  I watched the creation of a major helicopter modification that was truly handmade.  The jigs and tooling they used in the assembly of the helicopter were equal to or better than I have seen in the U.S.  Again, everything was handmade.

Another interesting note about the Cardoen employees, everyone could speak English, or was learning English. (And I wasn't allowed to speak any Tex-Mex. to them.)  The last day of the first trip, everyone was supposed to say something to us in English. At the end of this session everyone had taken his or her turn, except the young word process operator.  The guys were kidding the young lady in Spanish and telling her she had to say something in English before she could go home.  Finally she came up to me, put her arms around me and buried her face next to my neck, then she whispered, “ I am glad you visit my country.  I am glad you are here.”

She left without looking back.  The guys begged me to tell them what she had said, but I wouldn't.  That is one whispered message I will always cherish.

Finally the engineering and conformity inspections were completed in Chile and the helicopter was shipped to Global. This phase was for company flight testing, then for FAA certification flight-tests.  The only major change to the helicopter that resulted from flight-testing was to increase the windshield thickness.  The windshield deflected inward a small amount; and in rain, water would “puddle” in the center of it.  To prevent this condition, the windshield thickness was increased to 7/16 inch from 3/8 inch. 

Both the GHI and the FAA successfully completed the flight test program.  Everything was set for the FAA’s issuance of the STC. However, the FAA was not allowed to issue the STC because Iraq began its invasion of Kuwait.  The President of the United States issued an Executive Order barring any U.S. Company from doing business with Iraq.  Now the story of the Cardoen helicopter project got caught up in internal intrigue and politics. 

It all started when the United States stopped selling arms to Chile due to their position on human rights.  Chile was fearful that either Peru or Argentina was going to invade them.  Since Chile could not buy armament from the U.S., the Chilean Government turned to Carlos Cardoen and asked him if he could produce mines and cluster bombs, among other explosive items.  Cardoen had graduated with a Ph.D. in chemistry, I believe, and was manufacturing industry explosives for use in mining.  Cardoen began building explosives for the Chilean Government, and as a result, he ended up as the third richest man in Chile. Apparently, during the Kuwait war, the U.S. Government believed Cardoen was selling explosives to Iraq and seized his Miami operations and impounded the helicopter project.  The last I heard, the helicopter was sealed in a hangar on Red Bird Airport, Dallas, Texas. It still may be there; I do not know.  The whole Cardoen subject ended abruptly and the media has mentioned nothing more.
Before the helicopter was impounded, there was a great deal of television coverage given to the “Chile Copter,” as it was referred to in Fort Worth and Dallas.  One Fort Worth television station reporter was shown standing by the nose of the helicopter patting the windshield saying,  “This is a bullet proof windshield.”  He then patted the side of the cockpit saying, “This is armor plated steel.”

Having been the FAA designated engineering representative who approved the design drawings for making and installing the windshield and cockpit fuselage structure, I knew that the windshield was not bullet proof and that the so called armor plate was nothing more than 0.040 inch thick 2024 T-3 aluminum alloy sheet.  The reporter’s cocky attitude and the smirk on his face angered me.  I was so disgusted with his erroneous report that I sat down and wrote a letter to the editor of the Fort Worth paper.  My letter invited the reporter, if he really believed his own report on the Chile Copter was true, to sit in the cockpit and let me fire a .38 caliber handgun at him.  Well, I was talked out of sending the letter; besides at the same time the State Department was still running their investigation.

Regarding the government investigation, Claude Bandy had given a long deposition to the U.S. Government lawyers.  I received a phone call one day from one of the lawyers.  He questioned me at length about the helicopter and my observations in Santiago. Especially, if my observations could tie the Chile Copter to a single-pilot gun ship outfitted with all kinds of armament.  The State Department had heard the helicopter had structural provisions for the installation of a mini-gun and grenade launcher plus other weapon systems.   I told the government lawyer that all I saw in Chile were paintings of the modified helicopter as a crop duster, a sprayer, fire fighter with external water bucket, a flying ambulance, etc. 

I also told the caller that when I worked for the FAA in Fort Worth, I had been assigned as FAA Project Engineer on the U.S. Army Light Observation Helicopter, the OH-4A program.  The Bell Company designation for the OH-4A was the Bell Model 206.  Since the basic helicopter was a Bell Model 206 and that the helicopter was designed to military specifications, all Model 206 helicopters had built-in hard points for mounting weapons.  After all, if Bell was going to manufacture a civilian version of the OH-4A, why design and build two separate fuselages?  As a result of this factor, yes, the Cardoen Model 206 Helicopter had built-in provisions for mounting armament. The FAA approved these provisions in the original type of approval granted to Bell Helicopter. 

With this information, the lawyers must have decided a deposition from me would cause the government to lose their case, or at least weaken their case against Cardoen.  I never heard from them again.

Also, at the same time, Global Helicopter International had a helicopter sitting on their Heliport in Hurst, Texas that was a highly modified Bell Model 206 Helicopter “armed to the teeth.”  And the modifications were STCed approved by the FAA.  (I never knew who the helicopter was developed for, but I heard that some famous Hollywood movie star financed it.)  All this says is; anyone can arm any helicopter after they buy it, if they want too.  The Chile Copter could have been armed after Cardoen had received the STC, but the helicopter submitted to FAA was strictly for a single-place utility machine.  




Incidentally, Cardoen was planning to buy new 206 L-3's from Bell Helicopter to make his conversions.   If the FAA had issued the STC to Cardoen, Bell would have made millions of dollars.