Companhia de helicóptero de carga não tripulada, a Range Aero, reduz o tempo de desenvolvimento em 40%

O 3DEXPERIENCE Works Simulation permite que a Range Aero reduza os ciclos de projeto em 30%, os custos de prototipagem em 40% e o peso do trem de pouso em 18%.

Desafio

Desenvolver helicópteros de carga autônomos (aeronaves coaxiais não tripuladas movidas a rotor) para transporte comercial e militar de forma rápida e econômica para acelerar o tempo de lançamento no mercado. Aproveite as ferramentas avançadas de simulação para analisar comportamentos físicos complexos, eliminando assim iterações de projeto e prototipagem demoradas e caras.

Solução

Substituir o software de simulação Siemens Simcenter® pelas ferramentas de simulação avançadas SIMULIA Abaqus® para analisar não linearidades geométricas, de materiais e de contato em vez de iterações de prototipagem longas e caras.

Resultados

  • Redução do tempo de desenvolvimento em 40%
  • Redução dos custos de desenvolvimento em 30%
  • Redução dos custos de prototipagem em 40%
  • Redução de 18% no peso do trem de pouso em ski Jestar

A RangeAero Private Limited é uma empresa com sede na Índia, pioneira no desenvolvimento de inovadores helicópteros de carga autônomos para aplicações de transporte regional comercial e militar. Os helicópteros RangeAero coaxiais acionados por rotor são pilotados e controlados por tripulações terrestres. Estas características oferecem muitas vantagens para o transporte regional de volumes menores de carga, incluindo menos dependência de infraestruturas e pilotos humanos, maior flexibilidade e velocidade operacional, capacidade de carga ideal, custos operacionais reduzidos e menores emissões de carbono.

Projetar aeronaves baseadas em rotor (rotorcraft) apresenta vários desafios de engenharia únicos, incluindo características mecânicas e aerodinâmicas complexas devido à interação entre os rotores, a fuselagem e o ar circundante, o que pode levar a cargas aerodinâmicas instáveis que podem causar vibrações e ruídos indesejáveis. O design estrutural também deve acomodar a flexibilidade das lâminas do rotor e a resposta dinâmica da estrutura a cargas aerodinâmicas instáveis. Além disso, para alcançar desempenho e eficiência ideais, o helicóptero deve ser leve e compacto – um enorme desafio, porque a redução do peso e do tamanho de um helicóptero pode afetar sua integridade estrutural, estabilidade e controlabilidade.

A RangeAero usou o software de projeto e análise SOLIDWORKS® Premium para modelagem de projeto e análise básica de tensão estática linear. A empresa também utilizou ferramentas de simulação Siemens Simcenter®. Quando a RangeAero precisou do poder de ferramentas avançadas de simulação não linear para desenvolver seus produtos de maneira rápida e econômica, a empresa substituiu suas ferramentas Siemens pela simulação avançada SIMULIA Abaqus, parte do portfólio de soluções 3DEXPERIENCE® Works Simulation, porque o Abaqus pode resolver todos os problemas não lineares associados ao desenvolvimento de helicópteros.

De acordo com o CEO da RangeAero, Arpit Sharma, "o uso do Abaqus permitiu a simulação de comportamento mecânico complexo, incluindo comportamento não linear de materiais, não linearidades geométricas e mecânica de contato. Sua integração com outras ferramentas de software, especificamente o software CAD [SOLIDWORKS], também simplificou o processo de projeto, reduzindo o tempo e o esforço necessários para concluir as tarefas de análise."

O Abaqus pode simular o comportamento de materiais não lineares, incluindo plasticidade, viscoelasticidade e danos. Isso é particularmente útil para simular o comportamento de materiais que exibem comportamento complexo sob estresse, como polímeros, compósitos e metais. Usando a solução Abaqus no projeto de nosso complexo sistema aeroespacial, o número de iterações de projeto é reduzido. No caso do nosso primeiro produto, alcançamos o produto em 3 iterações e com o tempo de desenvolvimento de 8 meses que é 40% menor que 5 iterações quando contamos apenas com os testes físicos.

Arpit Sharma
Arpit Sharma
Cofundador e CEO

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Facilitando simulações complexas com ferramentas avançadas para otimizar o desempenho

Com o poder das ferramentas de simulação avançadas do Abaqus, a RangeAero pode simular os efeitos de todos os diferentes tipos de fenômenos físicos que afetam o desempenho de aeronaves a rotor, incluindo análise estrutural não linear, análise dinâmica do rotor, simulações de queda dinâmica no trem de pouso, análise de contato não linear e análise de materiais não lineares (como compostos, fibra de carbono, ligas metálicas), incluindo análise de plasticidade, viscoelasticidade e fadiga.

Além disso, "o Abaqus permite a automação de muitas das tarefas tediosas e demoradas envolvidas na configuração e execução de simulações, como geração de malha, condições de contorno e pós-processamento", acrescenta Sharma. Isso liberou tempo para nos concentrarmos em outros aspectos do processo de design, como otimização e validação.

Economizando tempo e dinheiro e ganhando a corrida de lançamento no mercado

"O Abaqus também ajuda a identificar problemas de design no início do processo, antes que sejam feitos protótipos caros ou séries de produção. Ao simular o comportamento de um produto antes de ele ser fabricado, os possíveis problemas são identificados e corrigidos antecipadamente, evitando atrasos e retrabalhos dispendiosos. Além disso, o Abaqus pode ajudar a otimizar o projeto para reduzir o uso de material, resultando em economia de custos", observa Sharma. Com o Abaqus, a RangeAero reduziu substancialmente o número de iterações de projeto e prototipagem necessárias, encurtando os ciclos de projeto em 30%, diminuindo os custos de prototipagem em 40%, reduzindo os custos gerais de desenvolvimento em 30% e colocando os produtos no mercado cinco meses antes. Usando ferramentas de simulação do Abaqus, a RangeAero pode ir além da validação do projeto e otimizar projetos.

Para competir no setor de aeronaves não tripuladas em rápida evolução, as empresas devem criar um produto de qualidade inovador que também é o primeiro a comercializar. Sharma conclui: "É necessário acelerar o desenvolvimento e superar os desafios de engenharia mais rapidamente. As ferramentas de simulação do Abaqus estão ajudando a RangeAero a superar esses desafios e, quanto melhor pudermos utilizá-las, maior será a probabilidade de termos vitória na corrida de comercialização e nos tornarmos líderes de mercado".

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