Дизајн на авион: проширување на визијата (I дел)

Џек Лај Експерт за CNC обработка

Специјализирани за CNC глодање, CNC вртење, 3D печатење, уретанско лиење, брзо алатирање, обликување со инјектирање, лиење метал,


Дозволете ни да разговараме за текот на циклусот на модерниот дизајн на авиони и да дадеме пример за тоа како да ги користиме услугите на производителот на прототип за тестирање на прототип.

Категорија историја на мислата: прототип на индустриски дизајн

Функции на слики од производители на прототипови за воздухопловната индустрија

Време на издавање: 23 декември 2020 година,| Рансом прецизност

Меѓу најтешките инженерски специјалност во светот, воздушната и авијациската инженерство се меѓу најдобрите. Секој инженер кој го прочитал овој напис може да биде запознаен со нормалниот циклус на дизајн кој се однесува на дизајнот на кој било производ, но толку многу предизвик предизвикан од нивото на сложеност на барањата на воздухопловната индустрија.

Современиот дизајн на авиони се соочува со строги оперативни, еколошки и финансиски предизвици. Во однос на тоа како да се дизајнираат сложени системи и како да се избегнат недостатоци во дизајнот, луѓето забележале огромна промена на парадигмата, исто како и најновиот Боинг 737 Макс. Во овој труд, внимателно ќе се дискутира за текот на циклусот на модерниот дизајн на авиони и примерите за тоа како големите тестови со користење на услугите на производителот на прототип може да ја спасат ситуацијата.

Истражете повеќе детали за прототипите за индустриски дизајн овде.

 Дизајнерски циклус на модерни авиони

Секој дизајнер кој го чита овој труд може да биде запознаен со трите основни фази на дизајнирање: концептуален дизајн, идеен дизајн и детален дизајн. Сепак, жестоката конкуренција меѓу учесниците на пазарот и високите очекувања на клиентите значат дека компаниите мора да направат значителни иновации во фазата на дизајнирање за да исполнат различни стандарди. Дозволете ни да ја искористиме табелата подолу за да разговараме за циклусот на дизајнирање на авион врз основа на трошоците за животниот циклус.

Како што знаете, првите три фази пред фазата на производство изнесуваат 95% од вкупните трошоци. Во текот на првите три фази, првата фаза е поважна од другите две, имено планирањето и концептуалниот дизајн. Значи, да се концентрираме на деталите од првата фаза, а потоа и на другите две фази.

Планирање и идејно решение

Пред сè, ќе се спроведе физибилити студија за да се увери дали постоечката технологија може да го исполни ова барање. Дополнително, патот на проектот може да се оптимизира со физибилити студијата, имено комплетен редизајн, што значи најголем ризик и цена, или усвојување/модификација на постоечки проект. Следно, започнува фазата на идејно дизајнирање. Секој дизајнер на авиони многу добро ги познава моделите Raymer и Roskam. Како што опишаа, фазата на концептуален дизајн вклучува одговарање на следниве основни прашања:

Дали ќе биде ефективно?

Што се чини дека е?

Кои се барањата?

Како да се оптимизира трансакцијата?

Како да ги оптимизирате тежината и цената?

Да се идентификува и подготви остварлив и оптимален концепт за дизајн за понатамошно усовршување е крајната цел на фазата на идејно дизајнирање. Затоа, оваа фаза вклучува производство, истражување и проверка на различни концепти за дизајн, од кои сите бараат мало познавање на експерименталните резултати и ограничени податоци за корисниот дизајн. Графиконот под овој параграф го опишува поголемиот опсег на несигурност во фазата на концепт кој во споредба со напредната фаза. Дополнително, трошоците за животниот циклус направени во оваа фаза се високи до 65%, што значи дека сите последователни промени на основниот дизајн ќе значат намалување на вкупниот приход и продолжување на рокот.

Вообичаената пречка во фазата на идејно дизајнирање е тоа што збир на барања не е јасно наведен кога ќе започне процесот на дизајнирање. Многу е важно да се наведат потребите на пазарот и да се известат клиентите јасно за нивните очекувања. Неекономичните и неефикасните методи ги рафинираат барањата во подоцнежна фаза, а таквиот циклус на дизајн може сериозно да влијае на генерираните трошоци за животниот циклус. Што се однесува до дизајнот на авионите, барањата и очекувањата на клиентите често се во конфликт едни со други. Врз основа на различните компоненти на авионот, како што се крилата, моторите, трупот, опремата за слетување, опашката и канардите итн., разновиден и комплексен систем на авиони значи повеќе предизвици.

Тоа е уметност во справувањето со овој проблем сам по себе, поради што се користат техники како што се донесување одлуки за повеќе атрибути (MADM) за да се олесни овој тип на одлучување. Со помош на овие техники, имплицитните размислувања почнуваат да играат улога и преминуваат од детерминистички методи на одлучување во една точка до динамички и параметарски методи. Дополнително, техниките како мултидисциплинарна анализа и оптимизација на дизајнот се од суштинско значење за да се задоволат сложените ограничувања во оваа средина. Дијаграмот подолу ја прикажува оваа техника, која ја опишува интеракцијата помеѓу различните воздухопловни дисциплини.

Со оглед на гореспоменатата несигурност во фазата на идејно проектирање, воспоставениот метод се заснова на теоријата на веројатност и методите на дизајнирање. Овие методи се вклучени во употребата на функциите за густина на веројатност (PDF) и функциите на кумулативна дистрибуција (CDF) за секое ограничување на дизајнот. Потоа нацртајте и анализирајте ги податоците за неколку ограничувања на дизајнот. Овие акумулирани податоци му овозможуваат на дизајнерот јасно да ја разбере областа на дизајнот и дали тој или таа треба да ги опушти ограничувањата или да воведе каква било технологија за подобрување на циклусот на дизајнирање како целина.

Со еден збор, дизајнерот воспоставил врска помеѓу влезните и излезните променливи додека ја земал предвид варијабилноста на влезните фактори.

Почетен дизајн

Оваа фаза е многу критична за големината на различните дизајнерски фактори на концептот завршен во првата фаза. Ова бара длабинско истражување и анализа на интердисциплинарните интеракции меѓу системите и потсистемите на авионите. На пример, комбинација на структурна механика и аеродинамика е концептот на аероеластичност.

Во денешната модерна инженерска ера, размислувањата како доверливост, одржување, стабилност, контрола, безбедност и економичност се вклучени во фазата на прелиминарниот дизајн. Сега, повеќе детали за предизвиците со кои се соочува оваа фаза на дизајнирање и најдобриот начин за справување со нив ќе бидат разгледани овде.

Прецизното, сложено и прецизно моделирање бара употреба на напредни нумерички алгоритми, како што се динамика на пресметковна течност и анализа на конечни елементи. Сепак, невообичаено високата пресметковна цена значи уште еден предизвик за дизајнерите. Сликата подолу графички ги илустрира компромисите вклучени во изборот на алатки со висока верност и користењето едноставни симулации.

Развојот на сложени алатки со висока верност не само што значи повисоки пресметковни трошоци, туку и предизвици во справувањето со повеќе променливи (обично до стотици) и нивната меѓусебна зависност. Затоа, многу време се троши на идентификување и мапирање на симулациската средина. (Приказната не е завршена!!)

Ако сакате да дознаете повеќе, ве молиме продолжете да читате “Дизајн на авиони (Дел 2): Проширување на вашите хоризонти“. Ви благодарам!