Join the forum for Designers!
Your expertise is vital to the community. Join us and contribute your knowledge!
Join the Forum NowShare, learn and grow with the best professionals in the industry.
Birincil odak noktası, verimlilik için en uygun uçak gövdesi tasarımına ulaşmaktır. Bu tasarım hedefleri bir yandan çevresel etkiyi ve işletme maliyetlerini düşürmeyi amaçlamaktadır. Öte yandan, görev açısından kritik uçakların aynı yakıt kapasitesiyle daha yüksek irtifalarda uzun süreler boyunca çalışmasına da olanak tanıyor. Ayrıca mühendisler, uçağın dengesini ve genel performansını optimize etmek için ağırlık dağılımını iyileştirmek üzere çalışıyorlar.
Odaklanılan bir diğer alan ise, benzersiz zorluklar ve fırsatlar sunan elektrikle çalışan hava taşıtlarının geliştirilmesidir. Elektrikli tahrik sistemlerinin verimliliğini ve güvenilirliğini en üst düzeye çıkarmak için batarya yoğunluğunu ve ısı yayma kabiliyetlerini geliştirmek şarttır.
Ayrıca, hidrojen gibi alternatif yakıt kaynaklarının ve dikme destekli veya karma kanatlar gibi yenilikçi uçak konfigürasyonlarının araştırılması, sürdürülebilir havacılık arayışında kilit bir hedeftir.
Üreticiler önemli hava taşıtı yapısal tasarım sorunlarıyla karşı karşıya
Artan tasarım karmaşıklığıyla birlikte üreticiler, uçak yapısal tasarımı ve analizinde verimliliği ve yeniliği engelleyen yapısal mühendislik zorluklarıyla karşılaşmaktadır. Temel sorunlardan biri, genellikle birbirinden ayrı çalışan tasarım ve analiz ekiplerinin bağlantısız yapısıdır; bu da yeniden çalışmaya ve verimsizliğe yol açmakta, sonuçta genel geliştirme sürecini ve program başarısını etkilemektedir.
Buna ek olarak, mühendisler uçak yapısal tasarımı ve analizi ile uğraşırken verileri manuel olarak ayıklamak ve raporlar oluşturmak için değerli zamanlarını harcamaktadır; bu süreç otomasyon yoluyla kolaylaştırılmalı ve kaynaklar daha yüksek değerli işler için serbest bırakılmalıdır. Bu zorluk, mühendislik iş akışlarında verimliliği ve üretkenliği artırabilecek yenilikçi çözümlere olan ihtiyacı vurgulamaktadır.
Birbirine bağlı araçların yokluğu, alternatif tasarım seçeneklerinin hızlı bir şekilde araştırılmasını daha da karmaşık hale getirmekte ve hızlı tasarım testi ve optimizasyonunu kolaylaştırmak için gerekli olan analiz yeteneklerinin eksikliğine neden olmaktadır.
Ayrıca, programa dahil olan çok sayıda paydaşın farklı girdileri ve özel gereksinimleri arasında gezinmek, geliştirme sürecini önemli ölçüde karmaşıklaştırabilir ve uzatabilir.
Sonuç olarak, birbirinden kopuk sistemlerin yaygınlığı verimsizliklere ve hatalara yol açarak, iş akışlarını optimize etmek ve uçak yapı mühendisliğinde yeni inovasyon seviyelerinin kilidini açmak için birleşik, dijitalleştirilmiş uçtan uca bir sürece duyulan ihtiyacın altını çiziyor.
Uçak yapısal tasarım ve analizinin yüksek maliyeti ve bunun yinelenmeyen maliyetler üzerindeki etkisi
Hava aracı karmaşıklığı, hava aracı sınıfı türüne göre değişen çok yönlü bir özellik olabilir. Basitleştirilmiş bir modelde, iki uç ve ortada bir sınıf olmak üzere üç ana sınıf düşünebiliriz. İlk sınıf bir iş jetini temsil etmekte ve gövde, kanatlar, gövde ve kontrol yüzeylerinde nispeten yüksek düzeyde karmaşıklık sergilemektedir. Ortadaki sınıfa doğru ilerlediğimizde, tüm bileşenlerde daha da yüksek düzeyde karmaşıklık ile karakterize edilen dar gövdeli bir ticari uçağa sahibiz. Son olarak, diğer uçta, çok amaçlı bir savaş uçağı, çeşitli bileşenleri için en yüksek karmaşıklık seviyeleri ile öne çıkmaktadır.
Mühendislik uçak yapılarının, uçakların toplam tekrarlanmayan maliyetinin belirlenmesinde önemli bir rol oynadığını vurgulamak önemlidir. Küçük iş jetleri, ticari uçaklar ve savaş uçakları dahil olmak üzere farklı uçak sınıfları için yapısal tekrarlanmayan maliyetlerin yüzdesi belirli bir aralıkta değişebilir. Bir ölçüt belirlemek gerekirse, ticari bir havayolu şirketinin mühendislik uçak yapılarının ağırlığının yüzde 65’e kadar çıkabileceği tahmin edilmektedir1 tüm yinelenmeyen maliyetlerin toplamıdır.
Sınıfa bağlı olarak gözlemlenebilecek potansiyel farklılıklara rağmen, uçuşa elverişlilik ve güvenliğin sağlanması için çok önemli olduğundan, kapsamlı hava taşıtı yapısal tasarımı, analizi ve testi yapmanın önemi abartılamaz.
Farklı uçak sınıflarında, üreticiler ve entegratörler rekabet gücünü korumak, kârlılığı sağlamak ve program başarısını elde etmek için yapısal mühendislik maliyetlerini etkin bir şekilde yönetmekle yükümlüdür.
Havacılık ve uzay mühendisleri yinelenmeyen maliyetleri azaltmak için hangi stratejileri kullanabilir?
Havacılık ve uzay mühendisleri, dijital dönüşümü desteklemek için sınıfının en iyisi havacılık ve uzay simülasyon yazılımını kullanarak entegre bir simülasyon ve test yaklaşımı uygulayabilir. Bu yaklaşım, hedeflenen hafifletme stratejilerinin benimsenmesini kolaylaştıran sağlam mühendislik iş akışlarının sorunsuz bir şekilde entegre edilmesiyle sonuçlanabilir. Bu stratejiler sadece maliyetleri en aza indirmek için değil, aynı zamanda performans hedeflerine ulaşmak ve hizmete sorunsuz bir giriş sağlamak için tasarlanmıştır.
Titiz ve yaratıcı bir yapı mühendisliği iş akışı
Uçaklar için modern yapısal mühendislik, uçağın yapısal bütünlüğünü ve performansını sağlamak için hem titizliğe hem de yaratıcılığa olanak tanıyan esnek ve esnek bir iş akışını kapsamalıdır. Ağırlık ve denge hesaplamaları, aerodinamik ve performans analizi, dış ve iç yük değerlendirmeleri, yorulma analizi ve hasar toleransı değerlendirmesi gibi tasarım mühendisliği disiplinlerini kapsayan bu karmaşık özel görevler dizisi, ilk konseptlerden ayrıntılı tasarımlara kadar uyumlu ve verimli bir yolculuk oluşturur ve her aşama farklı zorluklar sunar.
Bu kapsamlı süreç boyunca, yapı mühendisleri analitik hassasiyet ile yaratıcı problem çözme arasında ince bir çizgide ilerlemelidir. Bu yaklaşımı benimseyerek, sadece tasarımlarında en uygun olan değil, aynı zamanda belirlenen görevlerinde yüksek performans gösteren uçak yapıları üretebilirler.
Otomasyon ve keşif yoluyla program verimliliğinin artırılması
Otomasyon ve tasarım alternatiflerini hızla keşfetme becerisi, program performansını iyileştirmek ve uçak yapısal tasarım ve analizinde tekrarlanmayan maliyetleri azaltmak için temel stratejilerdir. Mühendisler otomasyonu benimseyerek değerli zamanlarından tasarruf edebilir ve iş akışlarını düzene sokabilirler. Karşılaştıkları başlıca zorluklardan biri, veri çıkarma ve rapor oluşturmanın manuel ve zaman alıcı doğasıdır. Bu tekrarlayan görevleri otomatikleştirmek, tasarım optimizasyonu ve problem çözme gibi daha yüksek değerli işlere daha iyi tahsis edilebilecek kaynakları serbest bırakır. Otomatik veri yönetimi ve rapor oluşturma sadece verimliliği artırmakla kalmaz, aynı zamanda tutarlılık ve doğruluk sağlayarak maliyetli hata riskini en aza indirir.
Gerçekten de, alternatif tasarım seçeneklerini hızlı bir şekilde keşfetme ve değerlendirme yetkisi, inovasyonu teşvik etmek için çok önemlidir. Geleneksel olarak, bağlantılı araçların ve silo halindeki iş akışlarının eksikliği, mühendislerin tasarımlarını hızlı bir şekilde test etme ve iyileştirme becerilerini engellemiştir. Analiz yeteneklerini geliştirerek ve dijital işbirliği platformlarından yararlanarak, mühendisler artık tasarımları daha sorunsuz bir şekilde yineleyebilir, geliştirme döngülerini hızlandırabilir ve yeni olasılıkların kilidini açabilir. Stratejik otomasyon ve tasarım alanını yaratıcı bir şekilde keşfetme özgürlüğü sayesinde üreticiler ağırlık azaltımı sağlayabilir, yakıt verimliliğini artırabilir ve güvenliği geliştirebilir. Bu kabiliyetler, uçak yapısal mühendisliği ile ilgili yinelenmeyen maliyetleri önemli ölçüde azaltabilir.
İzlenebilirlik yükünü mühendisin üzerinden almak
Ayrıca, uçak yapısal mühendisliğinin daha iyi dijitalleştirilmesi, mühendisler üzerindeki izlenebilirlik yükünü önemli ölçüde hafifletebilir ve yinelenmeyen maliyetleri azaltmak için önemli avantajların kilidini açabilir. Sorunsuz bir şekilde takip edilen tasarım değişiklikleri ile dijitalleştirilmiş iş akışı, daha verimli sertifikasyon dokümantasyonu ve konfigürasyon kontrollü simülasyonlar sağlar. Bu da ayrı ayrı hava taşıtı bileşenleri ile genel yük arasındaki ilişkiyi güvence altına alarak tasarım ve analiz süreci boyunca güvenilir izlenebilirlik sağlar. Sonuç olarak, mühendisler sertifikasyon yetkililerine uyumluluğu daha kolay kanıtlayabilir ve gereken manuel çabayı azaltabilir.
Yinelenmeyen maliyetleri azaltmaya yönelik olası yaklaşımlardan biri, gelişmiş dijitalleştirme yoluyla mühendisin üzerindeki izlenebilirlik yükünü almaktır. Bunun sonucunda üreticiler yapısal mühendislik iş akışlarını optimize edebilir, daha yüksek değerli görevlere odaklanabilir ve nihayetinde yapısal mühendisliğin genel uçak programı maliyetleri üzerindeki önemli etkisini azaltabilir.
Sonuç
Bu Simcenter™ yazılım simülasyonu ve test çözümleriSiemens Xcelerator iş platformunun bir parçası olan yazılım, donanım ve hizmetler, yapısal mühendislik iş akışını önemli ölçüde geliştiriyor. Örneğin, uçuş fiziği ve yapısal analiz departmanları arasında gelişmiş ve dijitalleştirilmiş işbirliğini mümkün kılıyor, izlenebilirlik maliyetlerini azaltıyor ve verilerin depolanmasını, izlenmesini ve sonraki programlarda kolayca yeniden kullanılabilmesini sağlıyor. Bu gelişmeler, uçak yapısal tasarım ve analizinde simülasyon odaklı optimizasyonu kolaylaştırarak dar gövdeli bir uçak için 103 milyon dolara kadar maliyet tasarrufu sağlıyor.
Çeşitli hava taşıtı sınıflarında ilave azaltım stratejileri ve maliyet tasarrufları hakkında daha fazla bilgi için “Uçak Yapısal Tasarım ve Analizinde Yinelenmeyen Maliyetlerin Azaltılması.”
Son olarak, uçak yapısal tasarımı ve analizi konusunda derinlemesine teknik bilgiler arıyorsanız, sizi araştırma makalesi AIAA’da teslim edildi ve Kudos web sitesi “Büyük Bir Gözetim Dronuna Uygulanan Entegre Yapısal Tasarım ve Analiz” başlıklı.
Join the forum for Designers!
Your expertise is vital to the community. Join us and contribute your knowledge!
Join the Forum NowShare, learn and grow with the best professionals in the industry.