انضم إلى منتدى المصممين
خبرتك ضرورية للمجتمع. انضم إلينا وساهم بمعرفتك
انضم إلى المنتدى الآنشارك وتعلّم وتقدّم مع أفضل المحترفين في هذا المجال
التركيز الأساسي هو تحقيق تصميم هيكل الطائرة الأمثل للكفاءة. من ناحية ، تهدف أهداف التصميم هذه إلى خفض التأثير البيئي وتكاليف التشغيل. من ناحية أخرى ، فإنه يتيح أيضًا الطائرات المهمة من المهمة من العمل في فترات ممتدة على ارتفاعات أعلى مع نفس سعة الوقود. بالإضافة إلى ذلك ، يعمل المهندسون على تحسين توزيع الوزن لتحسين توازن الطائرة والأداء العام.
منطقة التركيز الأخرى هي تطوير الطائرات التي تعمل بالطاقة الكهربائية ، والتي تقدم تحديات وفرص فريدة. يعد تعزيز كثافة البطارية وقدرات تبديد الحرارة ضرورية لزيادة كفاءة وموثوقية أنظمة الدفع الكهربائية.
علاوة على ذلك ، فإن استكشاف مصادر الوقود البديلة مثل الهيدروجين وتكوينات الطائرات المبتكرة مثل الأجنحة المخلوطة أو المخلوطة هو هدف رئيسي في البحث عن الطيران المستدام.
تواجه الشركات المصنعة قضايا تصميم هيكلية للطائرات
بفضل تعقيد التصميم المتزايد ، تواجه الشركات المصنعة تحديات هندسية هيكلية في التصميم والتحليل الهيكلي للطائرات التي تعيق الكفاءة والابتكار. إحدى القضايا الرئيسية هي الطبيعة المنفصلة لفرق التصميم والتحليل ، التي تعمل غالبًا في عزلة ، مما يؤدي إلى إعادة صياغة وعدم الكفاءة ، مما يؤثر في النهاية على عملية التطوير الشاملة ونجاح البرنامج.
بالإضافة إلى ذلك ، يضيع المهندسون وقتًا ثمينًا في استخراج البيانات يدويًا وتوليد التقارير أثناء التعامل مع التصميم والتحليل الهيكلي للطائرات ، وهي عملية يجب تبسيطها من خلال الأتمتة ، وتحرير الموارد للعمل ذي القيمة العليا. يبرز هذا التحدي الحاجة إلى حلول مبتكرة يمكن أن تعزز الكفاءة والإنتاجية في سير العمل الهندسي.
إن عدم وجود الأدوات المترابطة يزيد من تعقيد الاستكشاف السريع لخيارات التصميم البديل ، مما يؤدي إلى نقص قدرات التحليل الضرورية لتسهيل اختبار التصميم السريع والتحسين.
علاوة على ذلك ، فإن التنقل بين المدخلات المتنوعة والمتطلبات المحددة لأصحاب المصلحة المتعددين المشاركين في البرنامج يمكن أن يؤدي إلى تعقيد عملية التطوير وإطالةها بشكل كبير.
في نهاية المطاف ، ينتج عن انتشار الأنظمة المنفصلة عن أوجه القصور والأخطاء ، مما يؤكد على الحاجة إلى عملية موحدة ورقمية من طرف إلى طرف لتحسين سير العمل وإلغاء تأمين مستويات جديدة من الابتكار في الهندسة الهيكلية للطائرات.
التكلفة العالية للتصميم الهيكلي للطائرات وتحليلها وتأثيره على التكاليف غير المتكررة
يمكن أن يكون تعقيد الطائرات جانبًا متعدد الأوجه يختلف بناءً على نوع فئة الطائرات. في نموذج مبسط ، يمكننا النظر في ثلاث فئات رئيسية مع اثنين من الطرفين وفئة واحدة في الوسط. تمثل الدرجة الأولى طائرة عمل ، حيث تعرض مستوى عالٍ نسبيًا من التعقيد عبر أسطحها ، وأجنحتها ، وجسم الطائرة ، والتحكم. بالانتقال نحو الفصل في الوسط ، لدينا طائرة تجارية ضيقة للجسم ، تتميز بمستوى أعلى من التعقيد عبر جميع المكونات. أخيرًا ، في الطرف المتطرف الآخر ، تبرز طائرة مقاتلة متعددة الأدوات مع أعلى مستويات التعقيد لمكوناتها المختلفة.
من الضروري تسليط الضوء على أن هياكل الطائرات الهندسية تلعب دورًا مهمًا في تحديد إجمالي التكلفة غير المتكررة للطائرات. بالنسبة إلى فصول الطائرات المختلفة بما في ذلك الطائرات التجارية الصغيرة ، والطائرات التجارية ، والطائرات المقاتلة قد تختلف النسبة المئوية للتكاليف الهيكلية غير المتكررة في نطاق معين. لوضع معيار ، تشير التقديرات إلى أن هياكل الطائرات الهندسية لشركة طيران تجارية يمكن أن تصل إلى 65 في المائة1 من بين إجمالي التكاليف غير المتكررة.
على الرغم من الاختلافات المحتملة التي يمكن ملاحظتها اعتمادًا على الفصل ، لا يمكن المبالغة في زيادة أهمية إجراء التصميم الهيكلي للهيكلية للطائرات والتحليل والاختبار ، لأنه أمر بالغ الأهمية لضمان صلاحية الجوية والسلامة.
عبر فصول الطائرات المختلفة ، يتم فرض رسوم على الشركات المصنعة والمتكاملون مسؤولية إدارة التكاليف الهندسية الهيكلية بشكل فعال للحفاظ على القدرة التنافسية وضمان الربحية وتحقيق نجاح البرنامج.
ما هي الاستراتيجيات التي يمكن لمهندسي الطيران استخدامها لتخفيف التكاليف غير المتكررة؟
يمكن لمهندسي الطيران تنفيذ نهج محاكاة واختبار متكاملة ، باستخدام برنامج محاكاة الفضاء الجوي الأفضل في فئتها لدفع التحول الرقمي. يمكن أن يؤدي هذا النهج إلى تكامل سلس لسير العمل الهندسي القوي الذي يسهل اعتماد استراتيجيات التخفيف المستهدفة. تم تصميم هذه الاستراتيجيات ليس فقط لتقليل التكاليف ولكن أيضًا تحقيق أهداف الأداء وضمان مقدمة سلسة للخدمة.
سير عمل هندسي صارم ومبدع
يجب أن تشمل الهندسة الهيكلية الحديثة للطائرات سير عمل مرن ومرن يتيح كل من الصرامة والإبداع لضمان السلامة الهيكلية وأداء الطائرة. هذه السلسلة المعقدة من المهام المتخصصة ، التي تمتد تخصصات هندسة التصميم مثل حسابات الوزن والتوازن ، والديناميكا الهوائية وتحليل الأداء ، وتقييمات الحمل الخارجية والداخلية ، وتحليل التعب ، وتقييم تحمل الأضرار ، تشكل رحلة متماسكة وفعالة من المفاهيم الأولية إلى التصميمات التفصيلية ، مع كل مرحلة تحديات متميزة.
خلال هذه العملية الشاملة ، يجب على المهندسين الهيكليين التنقل في خط رفيع بين الدقة التحليلية وحل المشكلات الابتكارية. من خلال تبني هذا النهج ، يمكنهم صياغة هياكل الطائرات التي ليست مثالية فقط في تصميمها ولكن أيضًا عالية الأداء في مهامها المحددة.
تعزيز كفاءة البرنامج من خلال الأتمتة والاستكشاف
تعد الأتمتة والقدرة على استكشاف بدائل التصميم بسرعة استراتيجيات أساسية لتحسين أداء البرنامج وتخفيف التكاليف غير المتكررة في التصميم والتحليل الهيكلي للطائرات. من خلال احتضان الأتمتة ، يمكن للمهندسين توفير الوقت الثمين وتبسيط سير عملهم. أحد التحديات الأساسية التي يواجهونها هو الطبيعة اليدوية التي تستغرق وقتًا طويلاً لاستخراج البيانات وتوليد التقارير. يؤدي أتمتة هذه المهام المتكررة إلى تحديد الموارد التي يمكن تخصيصها بشكل أفضل نحو العمل ذي القيمة العالية ، مثل تحسين التصميم وحل المشكلات. لا تعمل إدارة البيانات الآلية وتوليد التقارير على تحسين الكفاءة فحسب ، بل تضمن أيضًا الاتساق والدقة ، مما يقلل من مخاطر الأخطاء المكلفة.
في الواقع ، فإن التمكين من استكشاف وتقييم خيارات التصميم البديلة بسرعة ضرورية في قيادة الابتكار. تقليديًا ، أعاق الافتقار إلى الأدوات المتصلة وسير العمل المرتبط قدرة المهندسين على اختبار تصاميمهم وصقلهم بسرعة. من خلال تعزيز قدرات التحليل والاستفادة من منصات التعاون الرقمي ، يمكن للمهندسين الآن التكرار على التصميمات بسلاسة ، وتسريع دورات التطوير وإلغاء إمكانيات جديدة. من خلال الأتمتة الاستراتيجية والحرية في استكشاف مساحة التصميم بشكل خلاق ، يمكن للمصنعين تحقيق تقليل الوزن ، وزيادة كفاءة استهلاك الوقود ، وتحسين السلامة. يمكن أن تقلل هذه القدرات بشكل كبير من التكاليف غير المتكررة المرتبطة بالهندسة الهيكلية للطائرات.
أخذ عبء التتبع قبالة المهندس
علاوة على ذلك ، يمكن أن يؤدي تحسين الرقمنة المحسنة للهندسة الهيكلية للطائرات إلى تخفيف عبء التتبع بشكل كبير على المهندسين ، وإلغاء تنظيم المزايا الرئيسية للتخفيف من التكاليف غير المتكررة. من خلال تغييرات التصميم المتعقبة بسلاسة ، يتيح سير العمل الرقمي وثائق شهادات أكثر كفاءة ومحاكاة تم التحكم فيها بالتكوين. هذا ، بدوره ، يؤمن العلاقة بين مكونات الطائرات الفردية والحمل الكلي ، لتحقيق التتبع الجديرة بالثقة خلال عملية التصميم والتحليل. نتيجة لذلك ، يمكن للمهندسين إثبات الامتثال بسهولة لسلطات إصدار الشهادات ، مما يقلل من الجهد اليدوي المطلوب.
أحد الأساليب المحتملة للتخفيف من التكاليف غير المتكررة هو أخذ عبء التتبع من المهندس من خلال تعزيز الرقمنة. نتيجة لذلك ، يمكن للمصنعين تحسين سير عمل الهندسة الهيكلية الخاصة بهم ، والتركيز على المهام ذات القيمة العليا ، وفي نهاية المطاف تخفيض التأثير الكبير للهندسة الهيكلية على تكاليف برنامج الطائرات الإجمالية.
خاتمة
ال حلول محاكاة واختبار برامج SimCenter ™، جزء من منصة Siemens Xcelerator Business التي تضم البرامج والأجهزة والخدمات ، تعزز سير عمل الهندسة الهيكلية بشكل كبير. على سبيل المثال ، فإنه يتيح التعاون المعزز والرقم بين أقسام فيزياء الطيران والتحليل الهيكلي ، ويقلل من تكاليف التتبع ، ويضمن تخزين البيانات وتتبعها وإعادة استخدامها بسهولة في البرامج اللاحقة. تسهل هذه التطورات تحسين المحاكاة في التصميم والتحليل الهيكلي للطائرات ، مما قد يؤدي إلى وفورات في التكاليف تصل إلى 103 مليون دولار لطائرة ضيقة للجسم.
لمزيد من المعلومات حول استراتيجيات التخفيف الإضافية وتوفير التكاليف عبر فصول الطائرات المختلفة ، قم بتنزيل infographic بعنوان “”تخفيف التكاليف غير المتكررة في التصميم والتحليل الهيكلي للطائرات“
أخيرًا ، إذا كنت تبحث عن رؤى تقنية متعمقة في التصميم والتحليل الهيكلي للطائرات ، فأنا أدعوك لاستكشاف ورقة البحث تم تسليمها في AIAA وأبرزت على موقع Kudos بعنوان “التصميم الهيكلي المتكامل والتحليل المطبق على طائرة بدون طيار مراقبة كبيرة”.
انضم إلى منتدى المصممين
خبرتك ضرورية للمجتمع. انضم إلينا وساهم بمعرفتك
انضم إلى المنتدى الآنشارك وتعلّم وتقدّم مع أفضل المحترفين في هذا المجال