L'azienda di trasporto aereo commerciale senza pilota, Range Aero, riduce i tempi di sviluppo dei suoi elicotteri del 40%

RangeAero Private Limited è un'azienda con sede in India che sviluppa elicotteri innovativi autonomi e senza equipaggio per il trasporto commerciale e militare regionale. Gli elicotteri RangeAero a rotore coassiale sono pilotati e controllati dal personale di terra. Queste caratteristiche offrono molti vantaggi per il trasporto regionale di volumi di merci ridotti, tra cui una minore dipendenza da infrastrutture e piloti umani, una maggiore flessibilità e velocità operativa, una capacità di carico ottimale, costi di esercizio ridotti e un'impronta di carbonio ridotta.

La progettazione di velivoli a rotore (ad ala rotante) presenta diverse sfide ingegneristiche uniche, tra cui l'elevata complessità delle caratteristiche meccaniche e aerodinamiche dovuta all'interazione tra i rotori, la fusoliera e l'aria circostante, che possono portare a carichi aerodinamici instabili in grado di causare vibrazioni e rumori indesiderati. La progettazione strutturale deve anche tenere conto della flessibilità delle pale del rotore e della risposta dinamica della struttura ai carichi aerodinamici instabili. Inoltre, per ottenere prestazioni ed efficienza ottimali, i velivoli rotanti devono essere leggeri e compatti, il che rappresenta un'ulteriore sfida poiché la riduzione del peso e delle dimensioni di un velivolo rotante può influire sulla sua integrità strutturale, stabilità e manovrabilità.

RangeAero ha utilizzato il software di progettazione e analisi SOLIDWORKS® Premium ai fini della modellazione dei progetti e dell'analisi di base della sollecitazione statica lineare. L'azienda ha inoltre utilizzato gli strumenti di simulazione Siemens Simcenter®. Quando RangeAero ha avuto bisogno della potenza di strumenti avanzati di simulazione non lineare per sviluppare i propri prodotti in modo rapido ed economico, ha sostituito gli strumenti Siemens con la simulazione avanzata SIMULIA Abaqus, parte del portfolio di soluzioni 3DEXPERIENCE® Works Simulation, poiché Abaqus è in grado di risolvere tutti i problemi non lineari associati allo sviluppo di velivoli a rotore.

Secondo Arpit Sharma, CEO di RangeAero: "L'uso di Abaqus ha consentito la simulazione di comportamenti meccanici complessi, tra cui comportamento non lineare dei materiali, non linearità geometriche e le meccaniche di contatto. L'integrazione con altri strumenti software, e in particolare con il software CAD [SOLIDWORKS] ha inoltre semplificato il processo di progettazione, riducendo notevolmente i tempi e gli sforzi necessari per completare le attività di analisi".

Grazie alla potenza degli strumenti di simulazione avanzati di Abaqus, RangeAero è in grado di simulare gli effetti di tutti i diversi tipi di fenomeni fisici che influiscono sulle prestazioni di velivoli a rotore, tra cui analisi strutturale non lineare, analisi dinamica di rotori, simulazioni di caduta dinamica sui meccanismi di atterraggio, analisi di contatto non lineare e materiali non lineari (compositi, fibra di carbonio, leghe metalliche, ecc.), compresa la plasticità, viscoelasticità e analisi della fatica.

Inoltre, "Abaqus consente l'automazione di molte delle attività noiose e dispendiose in termini di tempo necessarie per la configurazione e l'esecuzione di simulazioni, come mesh, condizioni di delimitazione e post-elaborazione", aggiunge Sharma. Questo ci ha permesso di dedicarci ad altri aspetti del processo di progettazione, come l'ottimizzazione e la convalida.

"Abaqus consente inoltre di identificare i problemi di progettazione nelle prime fasi del processo, prima che vengano realizzati costosi prototipi o cicli di produzione. Simulando il comportamento di un prodotto prima che venga realizzato, i potenziali problemi vengono identificati e corretti tempestivamente, evitando costosi ritardi e rilavorazioni. Inoltre, Abaqus può contribuire a ottimizzare la progettazione e ridurre l'utilizzo dei materiali, con un conseguente risparmio sui costi", sottolinea Sharma. Con Abaqus, RangeAero ha ridotto in modo sostanziale il numero di iterazioni di progettazione e prototipazione, abbreviato i cicli di progettazione del 30%, ridotto i costi di prototipazione del 40% e ridotto i costi di sviluppo del 30%, portando i prodotti sul mercato cinque mesi prima del previsto. Utilizzando gli strumenti di simulazione Abaqus, RangeAero può andare oltre la convalida del progetto e ottimizzare i progetti.

Per competere nel settore dei velivoli senza equipaggio [droni] in rapida evoluzione, le aziende devono creare un prodotto innovativo e di qualità che sia anche il primo sul mercato. Sharma conclude: "È necessario accelerare lo sviluppo e superare più rapidamente le sfide di progettazione. Gli strumenti di simulazione di Abaqus aiutano RangeAero a superare queste sfide e, quanto meglio riusciremo a utilizzarli, tanto più probabilmente vinceremo la corsa al mercato diventando leader del settore".