Az új, egy vagy akár több ember légi szállítására alkalmas megoldások fejlesztése folyamatosan zajlik. A nagyobb drónokat, kis helikoptereket, illetve repülő autókat is felhasználó kutatások lehetővé fogják tenni az ezzel foglalkozó vállalatok számára, hogy eleget tudjanak tenni a Személyes Légi Mobilitás (Personal Air Mobility=PAM) iránti igényeknek.

A Talaria csapata a Delfti Műszaki Egyetem hallgatóiból alakult. Szerintük a jövőben egyre több ember repülhet majd anélkül, hogy alá kéne vetnie magát a hosszú és költséges pilótaképzésnek. A Talaria EgyéniLégi Mobilitás (Individual Air Mobility) projektjének ötlete 2017. végén indult útjára. Az alapító, Philipp Essle tudomást szerzett a legjobb egyszemélyes repülőt díjazó Boeing GoFly versenyről és nem sokkal ezután 15 diáktársát állította maga és az ötlet mellé. Megnyerték a versenyt, majd létrehozták a Talaria startupot. Céljuk egy elektromosan működő PAM létrehozása, amely képes városi környezetben függőlegesen fel-, és leszállni. Ma a Talaria csapata 18 Delfti Műszaki Egyetemre járó hallgatóból áll és számos olyan támogatóval rendelkezik, akik szívesen befektetnek ebbe az úttörő projektbe.

A légi mobilitás kulcstényezői

Ha a légi mobilitásról van szó a fejlesztés során a legnagyobb hangsúlyt a biztonság és a súly kérdésére kell fektetni. Az alkatrészek összsúlya nagyban befolyásolja a repülési teljesítményt, illetve távolságot. Ezért a Talaria csapata optimalizálta a négy lapáthoz tartozó rotoragyat annak érdekében, hogy csökkentsék a szerkezet összsúlyát. A feladat az volt, hogy úgy tudják csökkenteni a súlyt és egyedi alkotóelemek számát, hogy közben továbbra is biztosítják a kivitelezhetőséget és a biztonságot, valamint gyorsítják a gyártási folyamatot.

Ehhez a 3D nyomtatást választották, ami egyedülálló kihívás elé állította őket, mivel a légiiparban nem ez a bevett módszer kritikus alkatrészek gyártása során. Az igényeiknek megfelelő módszer keresése során, egyik támogatójukon, az Additive Industries-on keresztül találkozott a csapat az Altair megoldásával. Hamar rájöttek, hogy az Altair Inspire^TM segíthet a csapatnak új megoldások megismerésében, így Essle el is kezdte használni a szoftvert a projekt kihívásainak kezelésére.

„Jelenleg az egyszemélyes, városi környezetben használható repülési megoldásunk első prototípusán dolgozunk. A teljesítményt illetően fontos, hogy a megoldás/eszköz erős, biztonságos és könnyű legyen. Ezért optimalizáljuk a kritikus alkatrészeket az Altair Inspire szimulációs szoftver segítségével.” – mondta Essle.

Iparág
Légiipar

Kihívás
Súlycsökkentés és a gyártási folyamat felgyorsítása

Altair megoldás
Optimalizáció az Altair Inspire segítségével

Előnyök

• 1,5 kilogrammos súlycsökkenés
• 50%-os megtakarítás az egyedi alkatrészek számában és térfogatában
• a gyártási folyamat egyszerűsítése és gyorsítása a 3D nyomtatásnak köszönhetően

A megoldás

A Talaria először megtervezte minden alkatrész alapvető geometriáját egy 3D CAD programmal. Majd az Altair Inspire használatával ellenőrizték, hogy az anyag mennyiség, illetve a súly csökkenthető-e topológiai optimalizáció segítségével. Ez a módszer jelentős, 1,5 kilogrammos súlycsökkenést eredményezett a rotoragynál.

„Az Altair Inspire topológiai optimalizációjának köszönhetően az egyedi alkatrészeink számát 50%-kal csökkenteni tudtuk. Ez 1,5 kilogrammos súlycsökkenést eredményezett, ami az összsúly megközelítőleg 30%-a. Ezeket az új alkatrészeket titánból fogjuk gyártani, ezért a súlycsökkenés kisebb a térfogatcsökkenésnél, ami nagyjából 50%. A végső lépésben az optimalizált topológiát finomhangoltuk az additív gyártáshoz.” – tudtuk meg Essle-től.

Az Altairrel és az Additív Industries-zal való szoros együttműködés során a Talaria megismerkedett a 3D nyomtatással, ami a karcsúsított, topológiailag optimalizált gyártás kulcs megoldását jelenti, főleg, ha kombináljuk a szimulációs technológiával.

„A 3D nyomtatás jelentősen lerövidíti a gyártási folyamatunkat. Az eredeti tervben a rotoragy 3-3 fő alkotóelemből állt, így összesen 12 darab alkatrészünk volt. Mindegyiknél szükséges volt a vízsugaras vágást követő utómunka. Így a teljes gyártási folyamat, a beszállítótól függően, 2-3 hetet is jelenthetett. A 3D nyomtatás használatával mindössze 4 alkatrész igényel gyártási utómunkát, ami jelentősen lerövidítette a ciklusidőt. A rotoragy új elemei drága és erős titánból készülnek, ezért a tartószerkezetet is topológiai optimalizációval készítettük.” – árulta el Essle.

„A teljesítményt illetően fontos, hogy az eszköz erős, biztonságos és könnyű súlyú legyen. Ezért optimalizáljuk a kritikus alkatrészeket az Altair Inspire szimulációs szoftver segítségével”

A Talaria alapítója

Eredmények

Az Altair Inspire intuitív felhasználói élményének köszönhetően a Talaria könnyedén ki tudta használni a szoftver adottságait a terméktervezése során fellépő kihívások megoldására. Mérnökei számos szimulációt elvégeztek a szoftverrel, hogy optimalizálják a rotoragy geometriáját, súlyát és strapabírását. A szimulációk eredményeképpen 1,5 kilogrammot lefaragtak a szerkezet súlyából és a felére csökkentették az egyedi alkatrészek térfogatát és számát. Ez nagymértékben leegyszerűsítette, valamint felgyorsította a 3D nyomtatás tervezési és a gyártási folyamatát. Essle nagyon elégedett az eredményekkel ezért a jövőbeli projektjei során is az Altair Inspire szoftvert fogja használni, valamint biztos benne, hogy a szoftvermegoldásnak nagy szerepe lesz abban, hogy a Talaria további nagy eredményeket ér el.

 „Az Altair Inspire kiválóan működik a külső CAD eszközökkel. Ezért a jövőben további alkatrészeink optimalizálását tervezzük, többek között az akkumulátor hűtőjét is, annak érdekében, hogy minden megfeleljen a „Certificate of Airworthiness” követelményeinek. Ha ez teljesül a helikopterünk eljut Amerikába a Boeing GoFly verseny döntőjébe. Nem számít, hogy nyerünk vagy sem, a célunk, hogy innovatív PAM megoldásokkal minél több  ember számára elérhetővé tegyük a repülést.”

Az eredeti cikket elolvashatja itt.