空客直升机利用Ansys仿真实现节能、安全的驾驶舱设计

即使是行人也知道，太阳的强光、驶近车辆的灯光或雨水的反射会让人分心。对于驾驶员来说，在道路上安全驾驶车辆时，光学畸变变得更加具有挑战性。除了外部照明条件，如果车辆指示板上的重要信息不容易看到，驾驶员经常面临内部照明的挑战。现在想想在夜间或恶劣的天气条件下驾驶直升机，斜视着天空和控制面板来导航最佳飞行路线，这是多么困难的一组挑战。显然，这对飞行员、机组人员和机上乘客来说都不安全。

很明显，安全是航空业的头等大事光学系统设计在这方面起着关键作用。此外，随着全球对气候问题的担忧日益增加，可持续性发展在重要性上也是如此。美国联邦航空管理局(FAA)和欧盟航空安全局(EASA)等监管机构要求制造商设计安全、节能的产品。这种对安全和效率的高度要求促使许多制造商探索新的解决方案，以改进设计和加速认证。

领先的飞机制造商空中客车直升机公司集成了Ansys的仿真解决方案，以提高飞行员的可见度和驾驶舱显示，同时通过实施虚拟测试和原型设计降低功耗、材料浪费和相关成本。通过运用批判性的洞察力Ansys Speos光学系统设计软件，空客改进和简化了座舱设计，同时以效率和预测精度坚持航空监管标准。

具有仿真功能的转向清晰器

空中客车的直升机服务于150多个国家，包括政府、军事、执法以及民用和准公共用途的旋翼飞机解决方案，包括公共和私营部门。为了确保所有飞机的安全运行，空中客车公司在开发过程中坚持最高标准，并使用模拟来为设计提供有价值的见解。

Speos使空客能够在驾驶舱设计过程中评估人的能见度，并预测在眩光、反射和扭曲条件下的行为。利用这些数据，空客工程师提高了飞行员的可见度和机组人员屏幕显示的易读性。

Ansys的仿真在许多空客直升机的驾驶舱能见度设计中发挥了关键作用，包括中型双发H160、超中型双发H175和重型双发H225。作为参考，每架飞机可以容纳一名或两名飞行员，最多可容纳12名、18名和19名乘客。空中客车几乎设计它所有飞机的军用版本，因此H160M、H175M和H225M都是基于民用模型设计，尽管飞行员和机组人员的能力可能有所不同。

Speos在3D平台内提供了一套用户友好、直观的功能。通过将布局和形状直接无缝集成到任何计算机辅助设计(CAD)环境中，以实现逼真的可视化，这有助于工程师从头开始创建设计或优化当前设计。

“分析计算有时很难向机组人员和认证机构解释驾驶舱内光线的影响，但这是必要的，”空中客车直升机公司人为因素和人机界面部门的工程师Stephane Poveda说。“通过Ansys Speos，我们可以验证潜在的效果，然后使用逼真的视觉渲染和模拟向团队成员和当局展示。这在每架直升机的设计和认证过程中都是非常有益的，特别是在解释驾驶舱内从白天到夜晚和不同天气变化的照明条件时。”

Speos最有益的功能之一是它的人类视觉组件。通过这个功能，设计师可以根据个人观察者确定视觉方面，如反射、可见性和易读性。有了这种洞察力，设计师可以为飞行员和机组人员创造更安全的照明条件。通过完善的人眼传感器模型，Speos提供了对亮度和沉浸式360度观察者结果的人类视觉算法的访问。使用生理人类视觉建模，设计师可以通过优化颜色、对比度、和谐、光均匀性和强度来提高视觉感知的质量，同时还考虑环境照明条件，包括白天和夜视。

用仿真驱动设计提高效率

Speos的另一个有益功能是其广泛的光学库，其中包括超过4,200个灯光和材料样本。有了这个在线数据库的支持，空客公司可以为每个设计选择更高效、更合适的材料。此外，使用Speos的照明系统分析工具，工程师可以确保他们的选择符合设计要求，并验证是否符合行业或法律标准。

Ansys应用工程经理Fabien Bastide表示:“Speos等先进的光学设计软件工具对空客设计和优化其直升机的光学系统非常有帮助。“利用优化的设备、改进的材料选择和先进的技术，为飞机制造过程增加了显著的价值。”

此外，优化的设备和材料选择使制造商能够更轻松地遵守重量和性能合规要求，从而加快认证过程。同样，Ansys的光学系统设计分析使工程师能够模拟新的可回收材料的行为并更新旧技术，例如用先进的led取代以前的照明以降低功耗。

Bastide补充说:“这些工具使工程师能够考虑各种因素，如视场、分辨率和图像质量，并模拟不同照明条件和环境因素下的系统性能。”“因此，制造商可以获得对潜在问题的宝贵见解，并可以做出明智的设计决策。”

通过改进材料选择和采用更多的虚拟测试和原型，空客能够减少材料浪费，同时减少与物理测试和原型相关的时间、能源和成本。此外，通过Speos图形处理单元(GPU)计算，Speos在模拟性能方面提供了显着改进，包括平均速度在140-260倍之间的基准测试，而不影响准确性。

改善未来的飞行景象

随着航空业成员努力满足消费者需求、安全法规和全球可持续发展倡议，制造商正在更频繁地接受数字化转型，并在开发早期集成仿真以为设计提供信息。在Speos的帮助下，空客等制造商在满足行业期望的同时，继续改进安全关键的驾驶舱设计。

为了探索Speos，注册免费试用。欲进一步了解模拟对航空业的影响，请访问Ansys在2023年巴黎航展上将于6月19日至25日在法国举行。