将来の航空機設計

フライト乗客数の増加に伴い、航空機のエンジニアとメーカーは、CO2排出量の劇的な増加を回避するために、電動推進システムを開発する必要があります。ただし、航空機を電動化するには、新しい熱条件による電気システムの統合など、他の多くの側面の再設計を行う必要があります。これらの課題に対処するには、モデルベースのアプローチを実装する必要があります。これにより、設計サイクル全体で一貫性のある正確な動作検証と妥当性確認が可能になります。

このホワイトペーパーでは、包括的でスケーラブルなコラボレーションツールのSimcenter™ポートフォリオが、コンセプト設計から認証まで、動的なモデルベースのパフォーマンス・エンジニアリングをすべて1つのプラットフォームを用いて支援する方法について解説します。

環境に優しい航空機技術

環境に優しい航空機技術の初期の頃には、いくつかの最初の次世代航空機の成功事例がありました。たとえば、ボーイングは、787で、電気作動システムや環境制御システム (ECS) に供給する電気駆動ポンプなどの用途に新しいテクノロジーを活用できることを発見しました。

しかし、現在の環境に優しい航空技術にはまだ長い道のりがあります。産業用電気モーターの出力密度に関しては、電気推進ユニット (EPU) の実装を成功させるには、電力密度がキログラムあたり10〜15キロワット (kW /kg) に達する必要があります。現在の技術では1 kW/kgです。

従来の航空機に代わる電気推進力を有する航空機の詳細設計を行うには、企業は航空機の設計、製造、およびパフォーマンス・エンジニアリングを再考する必要があります。この種の複雑さを効果的に管理するために、企業は航空機のライフサイクル全体にわたって柔軟性とコラボレーションを促進するソリューションとプロセスを必要としています。

航空機工学: 新しいアプローチ

モデルベースのアプローチは、将来の航空機設計の電動化の増加に伴う複雑さの増大を管理するための最良の方法です。このアプローチは、相互接続された新しい電気システムを管理するために必要な大量のエンジニアリングのコラボレーションと業務に対応できるように設計されています。さまざまな場所に分散するさまざまなチームによる使用に対応できるモデルベースのソリューションにより、製品ライフサイクル全体にわたるデジタル・スレッドを介してデータとコミュニケーションがスムーズに行われるようになります。デジタル・リスク・ツインを使用したモデルベースのソリューションにより、信頼性、可用性、保守性、安全性 (RAMS) 解析の自動化とデジタル化も可能になります。この自動化により、正確性、効率性、トレーサビリティが改善されます。

Simcenterソリューション

仮想世界と物理世界を結びつけることができるシーメンスデジタルインダストリーズソフトウェアSimcenterは、物理試験を、システム・シミュレーション、3D CAE (コンピューター支援エンジニアリング)、3D 数値流体力学 (CFD) と直接連携させた市場で唯一の製品ポートフォリオです。予測デジタルツインを介して物理環境と仮想環境の間で他に類を見ない継続性を実現する機能を使用することによって、企業はコストを削減し、市場投入までの時間を短縮できます。これは、物理世界での試験を実施する前に、仮想世界でより多くの認証と検証試験を実行できるためです。

このホワイトペーパーをダウンロードして、環境に優しい航空技術の追求における電動化の現状をご確認ください。また、動的なモデルベースの性能エンジニアリングに対応したソリューションであるSimcenterのポートフォリオが、コンセプト設計から認証にいたる航空機開発全体を通して、拡張性と協調性に優れた包括的なツールセットを1つのプラットフォームで提供する方法を解説しています。