借助创新设计降低空运成本

降低空运成本

Natilus 是一家位于加利福尼亚州的初创公司，主要从事遥控无人机制造。该公司的目标是通过深思熟虑的设计并更巧妙地利用空间，将空运成本降低 50% 以上。这支日益壮大的小型团队由极富激情的工程师组成，正致力于重新思考如何开发新一代的货运飞机。这支团队汇集了经验丰富的制造者和设计师，他们曾参与过通用航空、商用航空和军用航空领域中 25 个以上的飞机项目。

“我们相信，将空运成本降低 50% 甚至更多将为我们的商店带来更新鲜的产品，促进跨境电商的繁荣兴旺并实现基础设施薄弱地区的蓬勃发展，”Natilus 的首席执行官兼联合创始人阿列克谢·马秋舍夫说。“为实现这些目标，我们需要新型交通工具和不同的思维方式。”

“我们力图解决的问题是，空运虽然及时但成本过于高昂，而海运尽管是不错的方法，但及时性非常差，”马秋舍夫解释说。“从某个角度来看，将货物通过海运从亚洲运达美国可能需要长达一个月的时间，但成本非常便宜。空运成本可能是其十倍，但只要两到三天就能完成。我们的解决方案是弥合其中的差距并抓住空运的及时性优势，但成本会降低 50% 到 60%，更加接近海运的定价。尤其是对于飞机的重量等级而言，无论是通过氢燃料还是电气化，当行业走向环保时，空运将成为合适的选择。海运几乎会消失 – 这是我们每天都会思考的有趣未来。”

使航空货运行业得到认同

Natilus 已经从世界各地的主要航空公司和客户那里获得了超过 60 亿美元的初始订单，飞机订单多达 400 多架。“从商业角度来看，我们的解决方案得到了肯定，”马秋舍夫说道。“货运航空公司的营业利润率很低，通常只有 3% 到 4%，在年景好的时候尚可盈利。如果他们将其波音和空客飞机的机队替换为我们的解决方案，则利润率可能会高达 33%，这样的盈利表现堪称天文数字。”

Natilus 解决方案还解决了另一大行业挑战，即训练有素的飞行员是全球稀缺资源。到 2035 年，旅客运量预计将翻一番，而货运行业的飞行员有望帮助填补这一空白。借助远程引航功能，Natilus 解决方案将能够使一名飞行员同时指挥三架飞机。“我们面临的一大需求就是未来的驾驶舱里不再需要飞行员，”马秋舍夫说道。“我们正在帮助填补这一空白。”

Natilus 目前正在开发三种产品，均采用碳纤维复合材料机身。第一种产品是重 1 万 9000 磅、翼展 90 英尺的飞机，计划于 2021 年底开始生产。第二种产品是重 60 吨的飞机，大小近似于波音 767，主要服务于美国国内，但也能够服务于欧洲和亚洲。旗舰产品是重 700 吨的飞机，它以波音 777 为竞争对手但翼展要长 10%，能够跨太平洋飞行。

Natilus 的翼身融合构型初次应用于货运飞机。“从货运角度来看，其中的意义重大，”马秋舍夫解释说。“它的内部容量增加了 50%，因此每次航班的货运收入也将翻倍。在传统设计中，您没有足够的容量来尽可能提高飞机起飞重量。”

凭借先进的工程工具实现大胆愿景

Natilus 使用面向计算机辅助设计的 NX™ 软件来开发其产品，该软件是 Siemens Xcelerator 软硬件及服务业务平台的一部分。

Natilus 之前使用一套流行的主流 CAD 套装，该套装价格颇具吸引力（这始终是初创公司的一大考虑因素），但缺乏开发大型飞机所需要的强大的表面处理、大型装配设计和其他功能。事实证明，企业无法使用该软件将设计开发到所需的程度，以支持供应商制造生产原型。“我们开始遇到更为复杂的表面处理，尤其是对我们的翼身一体设计而言，它在表面有大量的曲率和复杂问题，我们无法通过其他软件解决这些问题，”马秋舍夫解释说。

作为航空航天业的主力工具，西门子 NX 及其前身 Unigraphics 有着悠久的历史，这也是 Natilus 选择这一高性能 CAD 解决方案的一大因素。“在我们的三位联合创始人中，有两位在入行时切实受到了 NX 的影响，”马秋舍夫说道。“我们考虑过其他解决方案，但 NX 对我们来说是一套不可思议的工具。”

决定采用西门子解决方案的另一个因素是，西门子有一项为合格初创公司提供价格折扣的计划。该计划认识到初创企业面临的独特挑战，并帮助企业家使用具有成本效益和高附加值的软件来充分发展其业务潜力。

专家合作伙伴提供助力

Natilus 正在与 Saratech Inc. 合作，这家工程公司是西门子智能专家解决方案合作伙伴，负责交付和实施西门子解决方案。Saratech 拥有一支庞大的工程师团队和 1 千多家客户，具有丰富的知识、技术专长和资源，可以帮助 Natilus 这样的客户通过更好的产品开发经验开发更好的产品。

协同和数据管理

Natilus 还在努力实施 Teamcenter™ 软件以便为其迅速壮大的开发团队提供协同和数据管理工具。在下一发展阶段，Natilus 还计划使用 Fibersim™ 软件产品组合来进行复合材料工程。“飞机正处于详细设计阶段 - 飞机的骨架已经就绪，但目前还没有确定碳纤维芯层，”马秋舍夫说。“从实体模型到使用层合板铺层的泡沫芯，随着我们逐步组装飞机以进行制造，Fibersim 将成为我们日常工作流程的一部分。机身结构是交付时间最长的项目之一，也是我们未来六个月内大力推进的项目之一。”

Natilus 团队当前正在使用美国国家航空航天局 (NASA) 开发的数字仿真工具，尤其是用于应力分析的 Nastran 和用于计算流体动力学 (CFD) 的 FUN3D。该企业正在评估用于应力分析的西门子 Simcenter™ 仿真软件产品组合中的其他有限元分析解决方案。

壮大团队

目前，Natilus 正在壮大其开发团队，目标是迅速将员工数量增加一倍。该公司正在招聘动力学工程师、复合材料专家、电子和推进系统工程师。“我们正在广纳英才”，马秋舍夫说道。“我们希望招纳的人才要对航空行业抱有极高热情，要有业内工作经验、踏实肯干，并且具有多学科背景。他们将进入一个节奏相当快的工作环境中。”状大的团队将迅速参与到开发项目中，使用西门子解决方案就开发项目展开协同合作。

与航空巨头公平角逐

“我们为能够使用西门子解决方案而激动不已，因为这些解决方案为我们提供了像波音或空中客车这样的大型航空公司才能拥有的能力和技术，而其成本也在初创企业能够承受的范围内，”马秋舍夫如是说。“我们可以在与大型巨头同等的工程环境中运营，基本上能够与其展开公平角逐。西门子几乎能够提供一站式核心工具和技术服务，这些工具和技术能够在同一环境下应用，还有助于我们达成产品目标，从而让我们能够向客户提供解决方案。”