航空機の構造設計と解析

化石燃料を動力とする航空機から、複数のエネルギー・キャリアとエネルギー構造を持つ次世代型航空機への移行は大きな挑戦ですが、競争力を維持するためには避けることはできません。これからの航空機には、電気と水素のハイブリッド推進システムなど、現在の技術とは大きく異なる先進的な技術が搭載されることになるでしょう。

チームやツールがばらばらの現状では、この大きな変化に対応することはできません。この変化に対応するには、航空物理学チーム、航空機の構造設計チーム、航空機の構造解析チーム、航空機の試験実施チームの緊密な連携が必要です。

こうしたエンジニアリング・チーム間のサイロ化を解消することにより、持続可能な航空機が実現します。詳細はダウンロードしてご一読ください。

持続可能な航空機のための機体設計

持続可能な航空機を実現するには、従来の機体設計の方法を変える必要があります。エンジニアは、次世代型の機体の設計を通じて、電気と水素のハイブリッド推進システムなどの革新的な技術を統合しなければなりません。そのために、航空機分野ではまだ実現していない新しい構造や性能の模索が始まりました。

こうした新しい構造を実現するには、設計パラメータと性能を航空機レベルで予測し、そのデータをパートナー企業や認証機関と共有するための高度な機能が不可欠です。シミュレーション技術を活用して、飛行試験と地上試験を関連付けて規模を拡大するには、仮想的な機体設計、統合、検証を行うためのプラットフォームが必要です。

コネクテッド航空機の構造設計・解析アプローチ

持続可能な航空機の進化を可能にする、コネクテッド航空機の構造設計・解析アプローチを紹介します。新しい機体構造を作成して検証するには、最適な設計パラメータとそれに関連する性能を機体レベルで予測するための包括的な最適化機能が必要です。革新的な製造コンセプトを考慮しながら、さまざまなアセンブリやサブアセンブリのバリエーションを効率的に生成し、数値流体力学 (CFD)、空力弾性、機体構造、応力の点から詳細な解析を実行できるこコンピューター支援設計 (CAD) モデルを作成しなければなりません。

Simcenterを活用した機体構造設計と解析

機体設計や解析プロセスを大幅にスピードアップするための専用ソリューション「Simcenter」を紹介します。Simcenterを使用すると、荷重経路計算用の構造設計モデルとFEAモデルを同時に作成したり、金属疲労解析や損傷許容度解析用のローカル・モデルを同時に作成したりすることができます。また、設計データベース、FEAデータベース、材料データベースから情報を連鎖的に取り込む解析的な応力計算機能を作成して使用することもできます。

詳細はホワイトペーパーをご覧ください。

航空機の構造設計・解析ワークフローに対する影響

航空機の構造設計・解析ワークフローに対する影響を適切に管理するには、ツールやチームが孤立している現状を、飛行物理学チーム、構造設計チーム、構造解析チーム、テスト・チームによる緊密な連携が可能な環境に変えていく必要があります。そのためには、以下の分野で改善に取り組むことが重要です。

• 機体の構造設計と解析モデルを同時に作成する
• 機体に対する負荷と変動要因の計算プロセスを効率化し、追跡可能なプロセスにする
• シミュレーション・チームとテスト・チーム間で緊密な連携を行う
• ツールボックスを使用して応力データを迅速に作成する