Innowacyjny projekt samolotu na rzecz optymalniejszej kontroli termicznej
Celem projektu TOICA jest radykalna zmiana sposobu przeprowadzania przez inżynierów badań termicznych w nowym projekcie samolotu. "Badania termiczne służą zwykle zatwierdzeniu rozwiązań projektowych, instalacji systemu oraz analiz ryzyka, tak aby osiągnąć dopuszczalne poziomy ciepła. Wyniki projektu TOICA aktualnie umożliwiają architektom podjęcie wspólnych działań na wczesnym etapie prac nad projektem, tak aby udoskonalić przewidywane konsekwencje termiczne mające wpływ na wybraną konfigurację", mówi koordynator projektu TOICA, Pierre Arbez z konsorcjum Airbus we Francji. Wątpliwości dotyczące wydajności cieplnej samolotu wynikają ze zmian technologicznych wdrożonych w ciągu ostatnich dwudziestu lat. Pobór energii elektrycznej przez samoloty zwiększył się pięciokrotnie, a nowe silniki, pomimo większej wydajności, wytwarzają aktualnie znacznie więcej ciepła. "Wywołuje to szereg efektów termicznych, które można dostrzec w konstrukcji, układach oraz w innych urządzeniach", wyjaśnia Arbez. Odpowiednie zarządzanie zachowaniem termicznym i jego zrozumienie na wczesnym etapie projektowania samolotu daje możliwość złagodzenia tego wpływu. 32 partnerów z 7 krajów UE oraz Kanady współpracujących w projekcie TOICA opracowało nowe metody oraz narzędzia pozwalające na wczesną analizę zachowania termicznego. Jednym z tych narzędzi jest platforma BDA (Behavioural Digital Aircraft) udostępniająca cyfrowe środowisko współpracy, w którym partnerzy mogą udostępniać dane i pracować nad jednym projektem. Duże przedsiębiorstwa, takie jak Siemens, Dassault Systems i MSC Software, opracowują swoje komercyjne oprogramowanie wspomagające projektowanie, tak aby było zgodne z platformą BDA. Takie rozwiązanie w połączeniu z modułem "Architect Cockpit" umożliwiającym monitorowanie i kontrolowanie prac projektowych pozwala na wizualizację danych projektowych samolotów i wyników oraz manipulowanie nimi. Oznacza to że zespoły, a nawet przedstawiciele całego łańcucha dostaw, oraz partnerzy mogą wykonywać wspólne prace projektowe. "Opracowane narzędzia są niezwykle wszechstronne i pozwalają na kierowanie całym procesem realizowanym w projekcie TOICA", mówi Arbez. Narzędzia ułatwiły osiągnięcie końcowych wyników projektu, które aktualnie obejmują nowe rozwiązania programistyczne służące badaniu wydajności termicznej projektów samolotowych oraz nowe demonstracyjne urządzenia chłodzące. Jednym z ważnych efektów projektu było zorganizowanie 6 spotkań projektowych. W demonstracjach zaprezentowanych podmiotom zainteresowanym wykorzystano rzeczywiste przypadki użycia w przemyśle, które usprawniły realizację procesu decyzyjnego służącego utworzeniu optymalnych środowisk poprzez kompromisy termiczne. "Podczas ostatniego spotkania zaprezentowaliśmy oczekiwane wyniki, a architekci zobaczyli, jak wygląda praca w nowym środowisku", mówi Arbez. Głównym obszarem prac, na którym skupili się uczestnicy projektu TOICA, było zwiększenie stabilności projektu poprzez zmniejszenie prawdopodobieństwa występowania problemów termicznych oraz udoskonalenie zarządzania zachowaniem cieplnym samolotów w strefach newralgicznych. Wybrane nowe techniki chłodzenia miały również pozytywny wpływ na zużycie paliwa przez samoloty. Metody i narzędzia opracowane w projekcie TOICA będą bez wątpienia stosowane podczas projektowania przyszłych europejskich samolotów, w tym maszyn projektowanych przez partnera projektu, korporację Airbus. Narzędzia można stosować w wielu różnych statkach powietrznych, np. w helikopterach czy mniejszych samolotach. "Projekt TOICA niewątpliwie zmienił sposób przeprowadzania badań termicznych w fazie projektowania", mówi Arbez. "Zaproponowaliśmy również metody uogólnienia podejścia do całościowego projektowania samolotów". Członkowie konsorcjum mają nadzieję, że innowacje opracowane w projekcie TOICA wykorzystane podczas przyszłych partnerskich projektów będą przynosiły wymierne korzyści.
Słowa kluczowe
TOICA, integracja termalna, architektura samolotu, platformy współpracy, kompromisy, konsekwencje termiczne
