RangeAero reduziert die Entwicklungszeit von unbemannten Frachthelikoptern um 40 %

Mit der in SOLIDWORKS integrierten Lösung 3DEXPERIENCE Works Simulation reduziert RangeAero seine Konstruktionszyklen um 30 %, die Prototypkosten um 40 % und das Gewicht des Fahrwerks um 18 %.

Herausforderung

Schnelle und kostengünstige Entwicklung autonomer Frachthelikopter – unbemannter koaxialer, rotorbetriebener Flugzeuge – für kommerzielle und militärische Transporte, mit dem Ziel, die Markteinführungszeit zu verkürzen. Nutzung erweiterter Simulationswerkzeuge, um komplexe physische Verhaltensweisen zu analysieren und damit zeitaufwändige und kostspielige Konstruktions- und Prototypeniterationen zu vermeiden.

Lösung

Ersetzen der Siemens Simcenter®-Simulationssoftware durch die erweiterten Simulationstools von SIMULIA Abaqus® zur Analyse von geometrischen, Material- und Kontaktlinearitäten anstelle langwieriger, teurer Prototypenerstellung.

Ergebnisse

  • Um 40 % kürzere Entwicklungszeit
  • Um 30 % niedrigere Entwicklungskosten
  • Um 40 % niedrigere Prototyping-Kosten
  • 18 % Gewichtsreduktion beim Jestar-Schlittenfahrwerk

RangeAero Private Limited ist ein in Indien ansässiges Unternehmen, das innovative unbemannte, autonome Frachthelikopter für regionale gewerbliche und militärische Transportanwendungen entwickelt. Koaxiale Helikopter von RangeAero werden von Bodenmannschaften geflogen und gesteuert. Diese Eigenschaften bieten viele Vorteile für den regionalen Transport kleinerer Frachtmengen, darunter eine geringere Abhängigkeit von Infrastruktur und menschlichen Piloten, größere betriebliche Flexibilität und Geschwindigkeit, optimale Ladekapazität, geringere Betriebskosten und eine verbesserte CO2-Bilanz.

Die Entwicklung von Flugzeugen auf Rotorbasis (Helikoptern) bringt aufgrund der Wechselwirkung zwischen den Rotoren, dem Rumpf und der umgebenden Luft eine Reihe einzigartiger technischer Herausforderungen mit sich, darunter komplexe mechanische und aerodynamische Eigenschaften, die zu unbeständigen aerodynamischen Lasten führen und so unerwünschte Vibrationen und Geräusche verursachen können. Die Konstruktion muss auch die Flexibilität der Rotorblätter und die dynamische Reaktion der Struktur auf ungleichmäßige aerodynamische Lasten berücksichtigen. Um eine optimale Leistung und Effizienz zu erreichen, muss der Drehflügler leicht und kompakt sein – eine weitere Herausforderung, da eine Reduktion des Gewichts und der Größe eines Helikopters seine strukturelle Integrität, Stabilität und Steuerbarkeit beeinträchtigen kann.

RangeAero verwendet die Konstruktions- und Analysesoftware SOLIDWORKS® Premium für die Konstruktionsmodellierung und die grundlegende lineare statische Spannungsanalyse. Das Unternehmen nutzte in der Vergangenheit auch die Simulationstools von Siemens Simcenter®. Als RangeAero die Leistungsfähigkeit fortschrittlicher nichtlinearer Simulationstools benötigte, um seine Produkte schnell und kostengünstig zu entwickeln, ersetzte das Unternehmen seine Siemens-Tools durch die erweiterten Analyselösungen von SIMULIA Abaqus, die Teil des Lösungsportfolios von 3DEXPERIENCE® Works Simulation sind, da Abaqus alle nichtlinearen Probleme im Zusammenhang mit der Entwicklung von Drehflüglern lösen kann.

Arpit Sharma, CEO von RangeAero, erklärt: „Abaqus hat die Analyse komplexer mechanischer Verhaltensweisen, einschließlich des nichtlinearen Materialverhaltens, der geometrischen Nichtlinearitäten und Kontaktmechanik, ermöglicht. Die Integration mit anderen Software-Tools, speziell [SOLIDWORKS] CAD-Software hat auch den Konstruktionsprozess optimiert und den Zeit- und Arbeitsaufwand für die Durchführung von Analyseaufgaben reduziert.“

Abaqus kann das Verhalten nichtlinearer Materialien simulieren, einschließlich Plastizität, Viskoelastizität und Beschädigung. Dies ist besonders nützlich, um das Verhalten von Materialien zu simulieren, die unter Belastung ein komplexes Verhalten zeigen, wie z. B. Polymere, Verbundwerkstoffe und Metalle. Durch den Einsatz der Abaqus-Lösung bei der Konstruktion unseres komplexen Luft- und Raumfahrtsystems konnten wir die Anzahl der Konstruktionsiterationen reduzieren. Im Fall unseres ersten Produkts erreichten wir das Produkt in drei Iterationen und mit einer Entwicklungszeit von acht Monaten, was 40 % weniger ist als die fünf Iterationen, die wir brauchen, wenn wir uns nur auf die physischen Tests verlassen.

Arpit Sharma
Arpit Sharma
Mitgründer und CEO

Verwandte Ressourcen

Vereinfachen komplexer Simulationen mit erweiterten Tools zur Leistungsoptimierung

Mit den leistungsstarken Abaqus Simulationswerkzeugen kann RangeAero die Auswirkungen der unterschiedlichen Arten physikalischer Phänomene simulieren, die sich auf die Leistung von Drehflüglern auswirken. Dazu gehören die nichtlineare Strukturanalyse, die dynamische Analyse von Rotoren, dynamische Fallsimulationen an Fahrwerken, die nichtlineare Kontaktanalyse und die Analyse nichtlinearer Materialien (Verbundwerkstoffe, Kohlefaser, Metalllegierungen usw.), einschließlich der Analyse von Plastizität, Viskoelastizität und Ermüdung.

Darüber hinaus ermöglicht Abaqus „die Automatisierung vieler mühsamer und zeitaufwändiger Aufgaben, die beim Einrichten und Ausführen von Simulationen erforderlich sind, wie Vernetzung, Randbedingungen und Nachbearbeitung“, fügt Sharma hinzu. „Dadurch ist Zeit für die Fokussierung auf andere Aspekte des Konstruktionsprozesses, wie z. B. Optimierung und Validierung, frei geworden.

Zeit und Geld sparen und die Produkteinführung beschleunigen

„Mit Abaqus können zudem Konstruktionsprobleme frühzeitig im Prozess erkannt werden, bevor teure Prototypen hergestellt oder Produktionsläufe durchgeführt werden. Durch die Simulation eines Produktverhaltens im Vorfeld der Produktherstellung werden potenzielle Probleme frühzeitig erkannt und behoben, wodurch kostspielige Verzögerungen und Nachbesserungen vermieden werden. Darüber hinaus kann Abaqus zur Optimierung der Konstruktion beitragen, um den Materialverbrauch zu reduzieren, was Kosteneinsparungen mit sich bringt“, bemerkt Sharma. Mit Abaqus konnte RangeAero die Anzahl der Konstruktions- und Prototyping-Iterationen erheblich reduzieren, die Konstruktionszyklen um 30 Prozent verkürzen, die Prototyping-Kosten um 40 Prozent senken und die Entwicklungskosten insgesamt um 30 Prozent senken, sodass die Produkte fünf Monate früher auf den Markt kommen. Mit Abaqus Simulationswerkzeugen kann RangeAero über die reine Konstruktionsprüfung hinaus gehen und Konstruktionen optimieren.

Um in der sich schnell entwickelnden unbemannten Flugzeugindustrie wettbewerbsfähig zu bleiben, müssen Unternehmen innovative Qualitätsprodukte entwickeln, die auch als erste auf dem Markt erhältlich sind. Sharma sagt dazu: „Es ist notwendig, die Entwicklung zu beschleunigen und technische Herausforderungen schneller zu bewältigen. Abaqus Simulationswerkzeuge helfen RangeAero, diese Herausforderungen zu meistern. Je besser wir sie nutzen können, desto wahrscheinlicher werden wir das Rennen um die Markteinführung gewinnen und zu einem Marktführer werden.“

Erfahren Sie mehr über 3DEXPERIENCE Works und SOLIDWORKS

Haben Sie Fragen zu den Lösungen von SOLIDWORKS und 3DEXPERIENCE Works?

Mit den technischen Kommunikationslösungen von SOLIDWORKS und 3DEXPERIENCE Works können Sie und Ihr Team Ihre neuen Ideen schnell in großartige Produkte verwandeln.