엔지니어는 다음과 같은 다양한 작업을 수행하기 위해 자율 수직 이착륙(autonomous VTOL, vertical take-off and landing) 항공기를 설계하고 있다.
- 기간시설 검사
- 농약 살포
- 도심 이동성
- 군사 작전
이러한 애플리케이션은 자율 항공기 개발에 중요한 원동력이다. 실제로 자율 공항 셔틀과 항공 택시만으로도 약 5,000억 달러 규모의 시장이 될 것으로 추정된다.
이 시장을 이용하기 위해, 엔지니어들은 자율 VTOL 항공기가 인간의 상호작용 없이 상상할 수 있는 모든 상황(수직 비행에서 수평 비행으로의 전환)을 처리할 수 있도록 보장해야 한다.
상상할 수 있는 모든 상황에 대해 VTOL 항공기를 시험하는 경우, 물리적 시험을 사용하는 것은 불가능하다. 따라서 엔지니어는 Ansys 시뮬레이션 환경을 사용하여 이러한 시나리오를 테스트하고 설계의 안전을 보장할 수 있다. Ansys는 가상 모델, 작동 시나리오, 차량 동역학 시뮬레이션, 센서 시뮬레이션, 임베디드 소프트웨어 및 기능 안전을 생성할 수 있는 완벽한 솔루션을 제공한다.
엔지니어가 자율 VTOL 항공기를 설계하는 데 필요한 도구
자율 VTOL 항공기의 물리, 임베디드 소프트웨어 및 기능 안전을 이해하기 위해 엔지니어는 시스템 시뮬레이션 접근 방식 내에서 다양한 엔지니어링 소프트웨어 솔루션을 사용해야 한다.
첫째, 엔지니어는 VTOL의 수직 이륙, 착륙 및 수평 비행과 관련된 유체 역학을 모델링해야 한다. 이 분석은 Ansys Fluent 내에서 수행할 수 있다.
다음으로, 엔지니어는 항공기의 센서를 시뮬레이션 해야 한다. 라이더(레이저 광선을 활용해 주변 환경을 인식하는 기술) 및 카메라와 같은 광학 센서의 경우 엔지니어는 Ansys SPEOS를 사용할 수 있고 레이더 센서의 경우 엔지니어는 Ansys HFSS를 사용할 수 있다.
VTOL 항공기의 배경 물리에 대한 더 나은 이해를 엔지니어들이 갖고 나면, 모든 작업들이 조화롭게 통제되는 시스템 시뮬레이션과 제어로직을 개발할 수 있다. 또한 전체 시스템에 대한 기능안전을 보장할 필요가 있을 것이다. 시스템 시뮬레이션은 Ansys Twin Builder를 통해 만들 수 있고, 제어로직은 Ansys SCADE로 만들 수 있으며, 기능안전은 Ansys medina analyze를 사용해 평가할 수 있다.
마지막으로, 이 모든 시뮬레이션, 제어로직과 기능안전평가들은 Ansys VRXPERIENCE 를 이용한 가상현실에서 테스트될 수 있다. 가상 현실은 VTOL 비행에서 보고 느끼는 것들이 승객들의 마음에 들 수 있도록 엔지니어를 도와준다.
출처 : Ansys Autonomous VTOL Design Requires a Systems Simulation Approach
