Simulation einer Proprotor-Nabe für Sora Aviation

Sora aviation, ein im Vereinigten Königreich ansässiges Start-up, entwickelt ein 30-sitziges eVTOL (elektrisches Senkrechtstart- und Lande-)Flugzeug, die S-1, für den AAM-Markt (Advanced Air Mobility). Die S-1 wurde für Null-Emissionen, geringe Geräuschentwicklung und Erschwinglichkeit entwickelt und bietet eine nachhaltige und skalierbare Lösung für überlastete städtische Umgebungen. Mit dem Fokus auf Sicherheit und Effizienz zielt Sora Aviation darauf ab, den städtischen Transport zu verändern, insbesondere für stark frequentierte Strecken wie Flughafentransfers.  

Detailliertes Design einer emissionsfreien Luftfahrtlösung

Da sich das detaillierte Design der S-1 mit der 3DEXPERIENCE-Plattform und CATIA ständig weiterentwickelt, müssen kritische technische Entscheidungen getroffen werden, um die Gesamtleistungsziele zu erreichen. Ein wichtiger Schwerpunkt liegt auf dem Design der Proprotor-Naben für das Flugzeug. Es gibt eine Vielzahl von Nabendesignkonzepten für verschiedene Flugzeugpropeller- und Rotorsysteme, wobei die optimale Wahl von Faktoren wie dem Proprotorblattdesign und den Haltemethoden, der Konfiguration des Pitch-Control-Mechanismus und den Lastschwankungen zwischen vertikalem und Vorwärtsflug abhängt. Angesichts der Auswirkungen dieser kritischen Designentscheidungen auf die Masse, Zuverlässigkeit und Leistung der Proprotorsysteme war es für Sora Aviation unerlässlich, eine effiziente Methode zur schnellen Bewertung verschiedener Konzepte unter repräsentativen Belastungsbedingungen zu entwickeln. Dieser Ansatz ermöglichte es dem Team, sich auf die vielversprechendsten Optionen für die Weiterentwicklung zu konzentrieren.  

Herausforderungen beim Design einer Proprotor-Nabe

Das Design der Proprotor-Nabe für die S-1 stellte bemerkenswerte Herausforderungen dar, nämlich: 

• Die Nabe muss unterschiedliche aerodynamische und Trägheitslasten von den Proprotorblättern aufnehmen, die zwischen vertikalem und Vorwärtsflug erheblich variieren.  
• Die Geometrie und die Materialeigenschaften müssen mit den Gesamtgewichts- und Leistungszielen des Flugzeugs übereinstimmen und gleichzeitig die Zuverlässigkeit und Haltbarkeit über die gesamte Flugbereich gewährleisten.  

Integration von Simulation und Design in einem gemeinsamen System

Sora Aviation benötigte einen Simulationsprozess, der mehrere Nabendesigns schnell unter realistischen Belastungsbedingungen bewerten konnte, um sicherzustellen, dass die endgültige Lösung strenge Sicherheits- und Effizienzanforderungen erfüllt. Der Prozess musste sich auch nahtlos in die CATIA-CAD-Modelle integrieren, um nahtlose Aktualisierungen im Zuge der Designentwicklung zu ermöglichen.  

Um diese Herausforderungen zu meistern, arbeitete Sora Aviation mit TECHNIA zusammen, um einen optimierten Simulationsworkflow auf der 3DEXPERIENCE-Plattform zu entwickeln. Dieser Workflow übersetzte CFD-abgeleitete aerodynamische Lasten und Proprotor-Trägheitseigenschaften in äquivalente Kräfte und Momente an den Blatt-Naben-Verbindungspunkten, was eine präzise Strukturanalyse der Nabe ermöglichte. Die Integration mit CATIA stellte sicher, dass die Simulationsmodelle automatisch aktualisiert wurden, wenn sich die Geometrie der Nabe änderte, wodurch der manuelle Aufwand erheblich reduziert und der Designprozess beschleunigt wurde.  

Der kollaborative Charakter der 3DEXPERIENCE-Plattform ermöglichte auch sichere Beiträge von externen Experten, wodurch sichergestellt wurde, dass der Workflow vor der Bereitstellung robust und zuverlässig war. 

Bereitstellung eines optimierten Simulationsprozesses für die Designbewertung

Das Projekt lieferte einen optimierten Simulationsprozess für die Designbewertung von Proprotor-Naben, der vollständig in die 3DEXPERIENCE-Plattform integriert ist. Dieses Ergebnis beruhte auf unserer Fähigkeit, das multidisziplinäre Engineering-Problem zu verstehen, einen integrierten Simulationsprozess mit minimaler Komplexität zu entwickeln und ihn nahtlos in die Datenumgebung des Kunden zu implementieren.