Создание инновационного воздушного такси при помощи платформы 3DEXPERIENCE

Начало эпохи воздушных такси

Гонка за вывод на рынок электрических летательных аппаратов вертикального взлета и посадки (ЭСВВП) уже стартовала. Один из лидеров отрасли, британский авиационный стартап Vertical Aerospace, собирается запустить первый в мире сертифицированный крылатый ЭСВВП — модель VA­1X.

Бесшумные, эффективные, не вырабатывающие углекислый газ, ЭСВВП считаются ключевым решением нового поколения в сфере городской мобильности. Продукция новаторов вроде Vertical Aerospace позволяет передвигаться более свободно и открывает доступ к местным аэродромам, где нормативы допустимого уровня шума в настоящее время ограничивают количество рейсов, выполняемых в течение суток. Компания Vertical Aerospace намерена построить летательный аппарат, работающий гораздо тише вертолетов и намного дешевле в эксплуатации. Такие характеристики позволят ему занять место на рынке пассажирских перевозок в тех районах, где отсутствуют высокоскоростные железные дороги и которые не охвачены региональными авиакомпаниями.

«Мы наблюдаем рост населения в крупных городах, в результате чего наземная транспортная инфраструктура — дороги и общественный транспорт — становится все более перегруженной, — отмечает Эрик Самсон (Eric Samson), руководитель отдела инженерных разработок компании Vertical Aerospace. — Разумеется, существуют вертолеты, которые сегодня используются для передвижения по крупным городам. Однако все чаще власти предпочитают ограничить такие полеты из­за уровня шума. При этом сами вертолеты чрезмерно дороги для населения и не обеспечивают должного уровня безопасности. Мы работаем над созданием электрически распределенной двигательной системы, которая обеспечит дополнительную безопасность, будет дешевле в эксплуатации и обслуживании, будет работать примерно в 30 раз тише, чем вертолет, и при этом отличаться высокой экологичностью».

Модель VA­1X компании Vertical Aerospace оснащена крылом, обеспечивающим высокую подъемную силу и снижающим расход электроэнергии в полете.

«Вместимость самолета VA­1X составляет пять человек: пилот и четыре пассажира, — говорит г­н Самсон. — Мы ориентируемся на поездки между городами и внутри городов с дальностью полета до полутора сотен километров при крейсерской скорости порядка 240 километров в час. Мы взяли за основу концепцию с использованием крыла, поскольку его подъемная сила обеспечивает преимущества с точки зрения скорости и дальности полетов при низком уровне шума на крейсерских скоростях. Это поможет нам занять на рынке лидирующие позиции».

В настоящее время компания занята созданием демонстрационного образца, который планирует запустить в III квартале 2021 года, а в 2024­м она намерена сертифицировать и вывести на рынок серийную модель самолета. Разработка продуктов Vertical Aerospace осуществляется и управляется с помощью облачной версии платформы 3DEXPERIENCE®, что позволяет компании быстро внедрять инновации и достигать своих амбициозных целей.

«Сегодня мы пишем новую главу в истории авиационной промышленности, — заявляет Эрик Самсон. — Мы работаем с новейшими технологиями, включая интуитивно понятные и безопасные системы управления полетом от Honeywell. В то же время мы формируем основу для сертификации и сотрудничаем с ведущими компаниями по всему миру. Платформа 3DEXPERIENCE поможет нам разработать ключевые требования и сделать их доступными для других участников проекта, гарантировать их соблюдение при создании самолета, провести валидацию, а также управлять сертификацией в сотрудничестве с властями. Эта платформа является универсальным инструментом и единым источником достоверных данных для Vertical Aerospace и наших деловых партнеров, позволяя нам работать параллельно, где бы мы ни находились».

Удовлетворение базовых потребностей бизнеса

Компания Vertical Aerospace работает с деловым партнером Dassault Systèmes — компанией Desktop Engineering (DTE), чтобы максимально полно использовать преимущества платформы 3DEXPERIENCE. Специалисты Vertical Aerospace считают значимой поддержку и помощь DTE в выстраивании бизнес­процессов и их привязке к функциональности платформы.

Модель летательного аппарата Vertical Aerospace VA-1X использует в конструкции крыло, что обеспечивает высокую подъемную силу и позволяет сэкономить энергию во время полета

«Объем функциональных возможностей, которые предлагает платформа, поистине впечатляет, — отмечает Джеймс Макмиллан (James McMillan), старший инженер­конструктор компании Vertical Aerospace. — Мы начали с того, что сосредоточились на основных бизнес­потребностях. Мы выстроили наши ключевые процессы, например работу над структурой продукта. Кроме того, с заделом на будущее была внедрена поддерживающая управление конфигурациями система нумерации деталей. Когда речь идет о целом парке самолетов, находящихся в эксплуатации, необходимо отслеживать все детали».

«Мы работали вместе с DTE и Dassault Systèmes над созданием структуры нашего продукта и обеспечили соответствие его будущим требованиям, — рассказывает г­н Макмиллан. — Но в то же время нам были заданы очень жесткие сроки, и многое нужно было сделать безотлагательно, например ввести в действие систему нумерации деталей. Помощь и поддержка со стороны как DTE, так и Dassault Systèmes были потрясающими».

Компания Vertical Aerospace выбрала облачную версию платформы 3DEXPERIENCE, которая отвечала как текущим, так и растущим потребностям бизнеса.

«Облачные технологии помогают повысить устойчивость бизнеса и позволяют нам продолжать работу из любого места и в любое время, — заявляет г­н Самсон. — Размещение всех наших данных в облаке обеспечивает единый источник достоверной информации, позволяя при этом сэкономить первоначальные капитальные вложения. Все наши приложения всегда обновлены и актуальны, и мы можем добавлять и удалять функциональность в соответствии с нашими меняющимися потребностями».

Одновременная работа над процессами и продуктами

Задача Д. Макмиллана в Vertical Aerospace состоит в настройке процессов внутри компании и внедрении стандартизованного, экономичного, «бережливого» стиля работы в масштабах всей организации.

«Как только я увидел, что пытается создать Vertical Aerospace, я был потрясен, — рассказывает он. — Мне импонирует их видение, подход к проблемам экологии, инновации, а также тот факт, что мы разрабатываем совершенно новые технологии. Мы строим самолет с нуля и начинаем с чистого листа. Поэтому нам нужно не только привести в порядок все наши процессы, но и подготовить их к дальнейшему развитию».

Таким образом, наряду с разработкой продуктов компания внедряет стандартные отраслевые процессы, и все это — с использованием платформы 3DEXPERIENCE. Одна из ключевых областей, в которой помогает платформа, — это управление изменениями.

«Мой опыт в области управления изменениями показывает, что обычно они затрагивают сразу несколько платформ, — отмечает Джеймс Макмиллан. — Но мы полностью самостоятельно управляем данными в 3DEXPERIENCE. На совещаниях, где принимаются решения, мы можем с помощью платформы формировать задачи и назначать исполнителей для их решения, а также протоколировать собрания. Наш рабочий процесс все это полностью поддерживает. Кроме того, мы можем выстроить работу с подписями, чтобы ключевые специалисты могли заверять документацию».

Такая функциональность становится особенно важной по мере перехода компании к следующим этапам разработки продукта.

«Комплексный процесс управления изменениями по­настоящему важен для нас, особенно когда речь идет о будущем, — говорит г­н Макмиллан. — Мы сможем привязывать управление изменениями к управлению конфигурациями, что позволит нам устанавливать диапазоны эффективности проектных решений и быть уверенными в том, что они применимы к разным категориям самолетов. Сегодня мы переходим к концепции единого входа в систему, что обеспечивает максимальную прозрачность всех наших процессов. Это феноменально. Мы надеемся, что когда мы начнем производить самолеты и предоставлять услуги, то сможем реализовать весь процесс работы с нашими поставщиками в 3D­формате. Это позволит обмениваться цифровыми данными на всех этапах работы — от планирования производства до работы с клиентами, технического обслуживания и ремонта».

Благодаря полностью связанному жизненному циклу разработки продукта, Vertical Aerospace может действовать быстро и добиваться максимальной эффективности совместной работы.

«Мы разрабатываем новый продукт и хотим использовать для этого новейшую и самую лучшую платформу. Поэтому мы особенно рады, что в создании нового продукта нам помогают DTE и Dassault Systèmes, — заявляет Джеймс Макмиллан. — Я думаю, что вместе мы могли бы задать новый стандарт управления проектами в аэрокосмической отрасли».

Инновации в условиях трехмерного мира

Для 3D­проектирования деталей конструкции будущего самолета инженеры Vertical Aerospace используют CATIA.

«Нам была нужна САПР, которая смогла бы справиться с проектированием всего самолета, — отмечает Джон Рассел (John Russell), старший инженер­конструктор компании Vertical Aerospace. — Мы знали, что CATIA обладает необходимым для этого потенциалом».

В частности, CATIA объединяет в себе богатую функциональность, ориентированную на процессы, и позволяет инженерам проектировать и осуществлять валидацию конструкций из композитных материалов. И все это — на платформе 3DEXPERIENCE.

Наряду с разработкой продуктов компания Vertical Aerospace внедряет стандартные отраслевые процессы, и все это реализуется с помощью платформы 3DEXPERIENCE

«Прежде всего, мы разрабатываем летательный аппарат из композиционных материалов, — рассказывает г­н Рассел. — Когда вы работаете над каким­то проектом в других пакетах САПР, вы склонны упрощать структуру композита. Но важно понимать, что работа по анализу композитных материалов, пониманию волокон и ориентации слоев сложна. С помощью этой платформы мы уже практически с самого начала могли создавать композитные детали, используя среду для работы с композитами для моделирования слоев и нитей. На первоначальную настройку уходит немного больше времени, но дополнительный анализ помогает нам найти лучший способ изготовления детали от начала до конца. При этом весь процесс намного ускоряется. В будущем мы сможем передавать эти цифровые данные производителям и сразу переходить к производству».

Важно отметить, что платформа 3DEXPERIENCE позволяет Vertical Aerospace, по сути, создать виртуальный двойник самолета, в котором объединены все аспекты летательного аппарата — от аэродинамики до электроники.

«Мы создаем схему работы электрических устройств в двумерном виде и привязываем ее напрямую к трехмерной модели, — говорит г­н Макмиллан. — Вскоре у нас появится возможность привязать 2D­ и 3D­модели ко всей системной архитектуре. При этом мы сможем просматривать все данные — от проектных требований верхнего уровня вплоть до 2D­ и 3D­моделей. Всё это будет доступно через единую платформу. А кроме того, нам не придется искать различные наборы данных или заниматься их конвертацией. Фактически, вы получаете единый источник истины. Например, если вы переместите или измените часть функциональной работы, вы получите оповещение о том, что ваша 3D­модель нуждается в обновлении. Точно так же, если вы измените геометрию, то получите оповещение о необходимости исправить 2D­модель».

Все научные дисциплины в едином решении

С платформой 3DEXPERIENCE компания Vertical Aerospace может параллельно выполнять разработку и предоставлять всем пользователям в компании доступ к информации, необходимой им для реализации проектов.

«Платформа объединяет все наши команды и позволяет даже тем сотрудникам, которые не работают с САПР, видеть необходимые данные, — отмечает Джон Рассел. — Работа над самолетом начинается с того, что специалисты по аэродинамике создают приятную глазу форму самолета и выполняют анализ его аэродинамических характеристик. После этого у нас появляется основная геометрическая поверхность, и мы привязываем к ней все наши данные САПР. Поэтому, когда инженеры меняют аэродинамическую форму, наши модели в САПР также моментально обновляются. Те специалисты, у которых нет доступа к САПР, могут увидеть в веб­приложении все эти данные, например  аэродинамическую форму, структуру, а также изучить спецификацию материалов. Нам действительно важно, чтобы каждый сотрудник мог увидеть детали, ознакомиться с моделями и получить план проекта».

Компания расширяет сеть своих партнеров и поставщиков, чтобы вывести самолеты на рынок. Она будет использовать 3D­модели для передачи конкретной информации и инструкций ключевым заинтересованным сторонам в цепочке поставок.

«Мы сторонники развития партнерских отношений с лидерами рынка, — заявляет Эрик Самсон. — Например, Honeywell разрабатывает наши системы управления полетом и имеет большой опыт работы с технологиями вертикального взлета и посадки. Мы готовы налаживать совместную работу с гибкими и динамичными компаниями, стремящимися создавать революционные решения и выводить на рынок новые технологии. Это позволит нам расширяться для удовлетворения спроса, а также ускорит разработку самолета и его сертификацию. В результате мы сможем закончить работы к 2024 году — в противном случае это заняло бы гораздо больше времени».

«Мы включаем всю аналитическую работу, выполненную группами по изучению нагрузок, аэродинамике и прочим дисциплинам, в наше проектное задание на основе трехмерной модели на платформе 3DEXPERIENCE, — добавляет г­н Рассел. — Наличие всей информации для производства и сборки, а также инструкций по установке, уже интегрированных в модель, сделает передачу проектных данных в производство гораздо проще и эффективнее».

Новая глава в истории авиации

Помимо вывода своих летательных аппаратов на рынок, Vertical Aerospace тесно сотрудничает с регуляторными органами в области безопасности полетов, в частности с Управлением гражданской авиации Великобритании (CAA, Civil Aviation Authority). Цель этого сотрудничества — помочь им сформировать правила и определить новые стандарты безопасности в отрасли. Именно такие тесные рабочие отношения в сочетании с видением компании, инновационным дизайном и передовыми технологиями дают ей четкую программу сертификации своих самолетов.

«Платформа 3DEXPERIENCE обеспечивает нам полную прослеживаемость и поможет нам получить сертификат DOA от CAA, — отмечает Джеймс Макмиллан. — Мы хотим стать первыми, но мы также хотим быть лучшими».

Используя инновационную платформу 3DEXPERIENCE для осуществления своей деятельности, компания Vertical Aerospace получает все необходимые возможности, чтобы изменить будущее авиаперевозок.

«Фактически мы ограничены только нашим воображением, — заявляет г­н Макмиллан. — Мы выстраиваем компанию с нуля и должны использовать модульный подход. Но в то же время мы ориентируемся на будущее, и нас вдохновляют возможные перспективы и все то, чего мы можем достичь с помощью платформы. Речь идет о полностью цифровом представлении самолета. И теперь, какая бы задача ни возникала перед нами, платформа позволяет получить необходимое решение — и это невероятно!».