Symulacja mechanizmu wirnika dla Sora Aviation

Sora Aviation, brytyjski start-up, opracowuje S-1 – 30-miejscowy samolot klasy eVTOL (elektryczny pojazd pionowego startu i lądowania), dedykowany dla sektora zaawansowanej mobilności powietrznej (AAM) (zaawansowanej mobilności powietrznej). Zaprojektowany z myślą o zerowej emisji, niskim poziomie hałasu oraz przystępności cenowej, model S-1 stanowi zrównoważone i skalowalne rozwiązanie dla zatłoczonych aglomeracji. Koncentrując się na bezpieczeństwie i efektywności, Sora Aviation dąży do transformacji transportu miejskiego – szczególnie na trasach o dużym natężeniu ruchu, takich jak regularne połączenia lotniskowe.  

Szczegółowa koncepcja niskoemisyjnych technologii lotniczych

Wraz z ewolucją projektu S-1 na platformie 3DEXPERIENCE i z wykorzystaniem oprogramowania CATIA, niezbędne stało się podejmowanie strategicznych decyzji inżynieryjnych, warunkujących osiągnięcie założonej wydajności. Jednym z priorytetowych obszarów jest konstrukcja piast wirników (proprotorów). Istnieje wiele koncepcji projektowych dla systemów napędowych, a wybór optymalnej zależy od takich czynników jak sposób mocowania łopat, konfiguracja mechanizmu sterowania skokiem oraz zmienność obciążeń podczas przejścia z lotu pionowego do poziomego. Ze względu na wpływ tych decyzji na masę, niezawodność i sprawność układu, firma Sora Aviation opracowała metodę szybkiej oceny różnych wariantów w reprezentatywnych warunkach obciążenia. Pozwoliło to zespołowi skoncentrować zasoby na najbardziej obiecujących rozwiązaniach.  

Wyzwania konstrukcyjne piasty wirnika odchylanego

Projektowanie piasty wirnika (proprotora) dla modelu S-1 wiązało się z istotnymi wyzwaniami, takimi jak 

• Piasta musi dostosować się do zmiennych obciążeń aerodynamicznych i bezwładnościowych od łopat proprotor, które znacznie różnią się między lotem pionowym a poziomym.  
• Geometria i właściwości materiałowe muszą być zgodne z ogólnymi celami dotyczącymi masy i wydajności samolotu, przy jednoczesnym zachowaniu niezawodności i trwałości w całej kopercie lotu.  

Integracja symulacji i projektowania w ramach wspólnego systemu

Sora Aviation potrzebowała metodologii symulacji, która pozwalałaby na szybką ocenę wielu wariantów piast w realistycznych warunkach obciążenia. Było to niezbędne, aby finalne rozwiązanie spełniało rygorystyczne normy bezpieczeństwa i wydajności. Proces ten musiał być również w pełni zintegrowany z modelami CAD w systemie CATIA, zapewniając automatyczną aktualizację danych wraz z postępami w projektowaniu.  

Aby sprostać tym wyzwaniom, firma Sora Aviation we współpracy z TECHNIA opracowała zoptymalizowany proces symulacji na platformie 3DEXPERIENCE. Metodologia ta pozwala na precyzyjne przełożenie obciążeń aerodynamicznych (uzyskanych z analiz CFD) oraz właściwości bezwładnościowych wirnika na siły i momenty w punktach mocowania łopat do piasty. Dzięki pełnej integracji z systemem CATIA, modele symulacyjne są aktualizowane automatycznie przy każdej zmianie geometrii, co pozwoliło wyeliminować znaczną część pracy ręcznej i radykalnie przyspieszyć proces projektowania.  

Oparty na współpracy charakter platformy 3DEXPERIENCE umożliwił bezpieczne zaangażowanie zewnętrznych ekspertów. Dzięki temu cały proces został rygorystycznie zweryfikowany i dopracowany jeszcze przed etapem końcowego wdrożenia. 

Wdrożenie zoptymalizowanego procesu symulacji w ocenie projektowej

W ramach projektu wdrożono zoptymalizowany proces symulacji piasty wirnika (proprotora), w pełni zintegrowany z platformą 3DEXPERIENCE. Sukces ten wynikał z naszej umiejętności zrozumienia wielobranżowych problemów inżynieryjnych, opracowania przejrzystego procesu symulacji o optymalnej złożoności oraz jego bezproblemowej implementacji w środowisku danych klienta.