Siemens 솔루션을 사용하여 순수 전기 복합 항공기의 제품 개발 시간을 단축하는 비행기 제조업체

혁신적인 변화

George Bye는 8살 때 어머니를 따라 처음으로 Piper Cub의 비행기를 탔습니다. 그 이후로 그는 항공에 푹 빠졌습니다. 처음에는 미공군 조종사 겸 트레이너로, 그 다음에는 항공우주 엔지니어 겸 교사로, 그리고 현재는 Bye Aerospace(Bye)의 CEO(Chief Executive Officer) 겸 설립자로서 항공의 과거와 미래를 연결하는 아이디어를 추구하고 있습니다.

"전기 항공기의 혁신적이고 기회를 변화시키는 것은 추진 시스템입니다."라고 Bye는 말합니다. "10년, 20년 전부터 현재에 이르기까지 전기 모터와 배터리의 궤적과 진화를 통해 처음으로 매우 혁신적이고 운영 비용이 낮으며 CO2가 없고 소음이 매우 적은 항공기를 개발할 수 있게 되었습니다. 이는 모든 것을 바꾸는 조각입니다."

FAA 인증 취득

Bye Aerospace는 FAA(Federal Aviation Administration) 14 CFR(Code of Federal Regulations) 23 항공기 인증 프로세스에서 두 개의 전기 항공기 프로젝트를 순조롭게 진행 중이며, 그 중 첫 번째이자 가장 중요한 프로젝트는 2인용 eFlyer 2 훈련용 항공기입니다. 이 두 프로젝트는 구매 준비부터 연구 개발(R&D) 단계까지 다양합니다.

"FAA 인증은 품질과 안전으로 향하는 관문입니다."라고 Bye는 말합니다. "사상 최초로, 이제 비행기의 전기 추진을 위한 프로세스를 보유하게 되었습니다."

"인증을 선도하는 획기적인 발전을 이루었습니다."라고 수석 엔지니어인 Tom Bowen은 말합니다. "최초이기 때문에 FAA와 매우 협력적인 관계를 맺고 있습니다. FAR 23 표준에 대한 전기 추진 인증을 받은 최초의 항공기입니다. 따라서 그들은 기술을 해석할 뿐만 아니라 이 기술이 규칙과 어떻게 관련되어 있는지, 그리고 우리가 그들의 표준을 충족한다는 것을 보여줄 수 있도록 규정 준수 방법을 어떻게 적용해야 하는지 알려주는 점에 있어서 우리에게 많이 의존하고 있습니다."

설계에서 해석까지 원활하게 전환

eFlyer 2는 고급 공기역학, 첨단 기술 및 최신 항공 전자 공학을 갖춘 완전 복합 항공기입니다. 부품 수는 적지만 견고한 시스템으로 내구성이 뛰어난 항공기입니다.

항공기의 매력적인 부분 중 하나는 비행 범위입니다. 이는 무게가 직접적인 영향을 미치기 때문에 복합재를 사용하는 것이 전략적으로 중요합니다. Bye Structures 부서는 Siemens Digital Industries Software의 여러 솔루션, 특히 Fibersim™ 포트폴리오와 NX™ 소프트웨어를 사용하여 순조롭게 출발했습니다. 그들은 Fibersim으로 복합 기체의 구조적 무결성을 최적화하고 NX로 비행기의 외형을 개발하고 있습니다. Fibersim은 외부에서 내부로 여러 층의 복합재를 구축하는 데 사용됩니다.

또한 이 회사는 제품 데이터 및 엔드 투 엔드 관리에 Teamcenter® 소프트웨어를, CFD(전산 유체 역학)에 Simcenter™ STAR-CCM+ ™ 소프트웨어를, 해석, 테스트 및 인증에 Simcenter 3D 소프트웨어를, 와이어 하네스 및 레이아웃에 Capital™ 소프트웨어를 사용합니다. Bye는 소프트웨어, 하드웨어 및 서비스로 구성된 Siemens Xcelerator 비즈니스 플랫폼의 일부인 이 5가지 제품을 사용하여 원활한 엔드 투 엔드 프로세스를 구축할 수 있었습니다.

"다른 CAD 시스템 대신 NX를 사용하는 이유는 설계에서 해석까지 보다 원활하게 전환할 수 있기 때문입니다. 이를 통해 설계를 반복하는 시간을 더 많이 확보할 수 있습니다."라고 수석 기계 시스템 엔지니어인 Parijaat Malik는 말합니다. "우리는 쉽게 몇 가지 변경 사항을 적용하고 해당 설계를 분석하여 특정 설계를 수행하는 데 필요한 변경만 수행할 수 있습니다. 또한 NX가 제공하는 가장 큰 기능 중 하나는 WAVE 링크로, 사용 가능한 다른 어떤 CAD 소프트웨어보다 훨씬 더 강력하게 어셈블리 매개변수화를 수행할 수 있습니다."

미래 제품을 위한 기반

"eFlyer 항공기 제품군은 eFlyer 2로 시작됩니다."라고 Bowen은 말합니다. "Siemens 소프트웨어에서 eFlyer 2를 정의하기 위한 노력은 미래의 모든 제품의 기반이 됩니다. 모델 변경 시 일반적인 프로그램 순서를 해체 단계라고 하며, 이 단계에서는 미래 모델에 맞지 않는 것을 가져와서 해체한 다음 설계를 다시 시작합니다.

"Siemens 소프트웨어를 사용하면 이 설계를 다음 설계로, 그리고 그 이상의 설계로 모핑할 수 있습니다. 물론 장점은 물리적 변경이나 모델링 변경뿐만 아니라 단일 정보 소스, 즉 모델에 연결된 해석 리소스도 있다는 것입니다. 따라서 모델을 수정하면 다른 모든 관련 활동도 항공기와 함께 모핑됩니다."

"Bye Aerospace가 설계 프로세스에서 민첩하게 대처하는 데 도움이 되는 것은 WAVE 링크입니다. 이는 단순한 형상을 여러 조각으로 나누어 해당 조각을 설계하는 관계자에게 전달하고 세부 사항을 추가할 수 있는 하향식 구조를 만드는 기능입니다."라고 Malik은 말합니다. "WAVE 링크 덕분에 대규모 회의를 열지 않아도, 다른 사람의 변경 사항을 수용하기 위해 여러 가지를 변경해야 하는지 확인하지 않고도 설계 변경 사항을 다른 설계자에게 쉽게 전달할 수 있습니다. 어셈블리를 열어 연결된 내용을 확인하고 다른 사람의 변경 사항과 이것이 설계에 어떤 영향을 미치는지 확인할 수 있습니다. 그런 다음 전체 설계를 수용하기 위해 필요한 변경을 수행할 수 있습니다."

모든 평면은 개념 설계에서 시작됩니다. 이는 비행기의 모양과 성능 특성에 대한 회사의 아이디어를 기반으로 합니다. 이를 바탕으로 Bye는 항공기 내부 시스템을 설계하기 시작합니다.

"NX의 항공기 형태인 단순 최적 라인으로 개념 설계를 시작하기 때문에 Siemens 소프트웨어가 중요한 역할을 합니다."라고 Malik은 말합니다. "이에 대해 자세히 설명하고, 사용해야 하는 복합재와 항공기 구조에 작용하는 응력을 기반으로 Fibersim으로 이동하여 레이아웃을 통해 구조에 필요한 층과 해당 층의 순서를 상세하게 표현합니다.

"또한 Fibersim의 데이터를 NX에 입력하여 구조에 적절한 두께와 시스템을 장착하는 데 필요한 올바른 표면을 얻을 수 있습니다."

변화를 고려한 설계

"우리는 변화를 염두에 두고 eFlyer 2를 설계합니다."라고 설계 및 엔지니어링 이사인 Jim Forrester는 말합니다. "NX의 기능인 WAVE를 통해 지원되는 하향식 설계 프로세스를 사용하고 있습니다. 이를 통해 Bye는 모델을 쉽게 업데이트하여 모든 변경 사항을 반영할 수 있습니다. "eFlyer 2를 사용하여 최종적으로 공기역학적 형태를 eFlyer 4에 필요한 형태로 변경한 다음 eFlyer 2를 eFlyer 4로 모핑할 것입니다. 처리하는 데 일주일 정도 걸릴 것으로 예상합니다. 이는 엄청난 규모의 비용을 절감합니다.

"더 짧은 시간에 동일한 반복 작업을 수행하거나 같은 시간에 더 많은 반복을 수행할 수도 있습니다. Bye Aerospace는 이 두 가지를 모두 수행하고 있습니다. 제품 개발 시간을 단축하는 동시에 더 많은 반복 작업을 수행하고 있습니다. 결국 이를 통해 우수한 비행기를 더 빠르게 출시할 수 있습니다."

'기술 원동력'

"일반적인 프로그램에서는 두 번 반복합니다."라고 Bowen은 말합니다. "아주 잘하면 세 번 반복합니다. Siemens 솔루션을 사용하면 실제로 매주 반복할 수 있으므로 요구사항에 맞게 99% 또는 100% 솔루션으로 조정하고 반복할 수 있다는 점이 모든 Siemens 소프트웨어를 통합함으로써 얻을 수 있는 가장 큰 이점입니다."

"당사 엔지니어링 팀원은 총 20명입니다. 다른 기업은 대개 50~60명 정도죠. 팀원이 적은 이유는 Siemens 소프트웨어가 통합되어 있어 더 이상 별도의 전문가가 필요하지 않기 때문입니다."

"시스템 엔지니어로서 Siemens 소프트웨어의 가장 큰 이점은 설계를 보다 협력적으로 만드는 점이라고 생각합니다."라고 Parijaat Malik은 말합니다.

"특히 현재 우리가 사용하고 있는 NX CAD 소프트웨어는 기술 원동력이며 Bye Aerospace가 앞서 나갈 수 있도록 지원합니다."라고 Bye는 말합니다. "비행기 설계의 모든 측면을 파악할 수 있는 능력이 크게 향상되었습니다. eFlyer 2를 파악할 때 Siemens 소프트웨어는 특히 다음 단계로 전환하는 데 도움이 될 수 있습니다."