Secondo Accenture, il 97% dei dirigenti del settore aerospaziale e della difesa (A&D) sono pronti a reinventare digitalmente le proprie attività, portando l’industria ad una fase di transizione.
Recentemente, il mercato latinoamericano di A&D ha registrato una crescita significativa, alimentata dalle crescenti preoccupazioni globali sulla sicurezza e dalle attività di modernizzazione. Paesi come Brasile, Messico e Argentina stanno investendo fortemente nella modernizzazione delle loro capacità militari e nel potenziamento delle loro industrie aerospaziali. Inoltre, le collaborazioni con partner internazionali e l'attenzione allo sviluppo di tecnologie nazionali stanno stimolando l'innovazione ed espandendo la presenza globale della regione nello scenario aerospaziale.
A livello globale, le tendenze dell'industria aerospaziale e della difesa che guidano questo cambiamento sono influenzate da fattori sociali, politici e tecnologici, come le normative ambientali, l’aumento dei costi del carburante e i progressi nelle batterie, nei sensori e nella connettività.
Tutti questi cambiamenti stanno portando allo sviluppo di velivoli con tecnologie dirompenti, come quelli autonomi ed elettrici, che, alla fine, possono tradursi in un aumento dell'efficienza.
Man mano che queste tendenze continuano a promuovere l’avanzamento della tecnologia aeronautica, aumentano anche la complessità del settore.
Ci sono velivoli in servizio oggi che sono più vecchi delle squadre di manutenzione, riparazione e operazioni (MRO) che ci lavorano. Garantire che questi team possano mantenere questi progetti – e tutte le nuove tecnologie emergenti – richiede uno sforzo considerevole.
Di fronte a questa complessità, le startup stanno sviluppando metodi, prodotti e operazioni per semplificare l’industria aerospaziale e della difesa (A&D). Di conseguenza, le principali aziende del settore devono integrare rapidamente questi progetti, indipendentemente dai loro sistemi attuali.
Uno dei modi più rapidi per le startup e i leader dell’A&D di affrontare queste tendenze è attraverso l’adozione della simulazione. In questo modo, il settore può iterare rapidamente i progetti, garantire la sicurezza dei prodotti, accelerare la certificazione e semplificare i sistemi.
Simulazione di aeromobili a basso consumo di carburante e più sostenibili
Clienti e regolatori stanno spingendo l’industria A&D a produrre velivoli più efficienti in termini di consumo di carburante. Questa pressione ha portato all’introduzione di nuove normative per limitare le emissioni, come anidride carbonica e ossidi di azoto (NOx), e per ridurre il rumore.
Tuttavia, questa tendenza verde nell’industria A&D non riguarda solo il rispetto delle normative e la salvaguardia del pianeta. Può anche portare a significativi risparmi economici.
Molte aziende A&D operano con margini ridotti, vulnerabili alle fluttuazioni dei costi del carburante. Pertanto, produrre velivoli più efficienti rende queste aziende più resilienti alle oscillazioni dei prezzi del carburante.
La produzione di aeromobili ecologici può avvenire in diversi modi. Gli ingegneri possono:
- Utilizzare la fluidodinamica computazionale (CFD) per ridurre la resistenza aerodinamica del design
- Incorporare materiali leggeri, come compositi, nei progetti
- Sfruttare l’ottimizzazione topologica e le strutture a traliccio con parti realizzate tramite manifattura additiva
- Migliorare i materiali, i software di controllo e i sistemi di propulsione
- Progettare e integrare sistemi di propulsione ibridi e completamente elettrici
Tutti questi metodi traggono vantaggio dalla tecnologia di simulazione di Ansys. Ad esempio, Ansys CFD può ottimizzare l’aerodinamica di un aeromobile e migliorare i sistemi di propulsione.
D’altra parte, Ansys Maxwell® può aiutare a progettare nuovi sistemi di propulsione elettrica. Inoltre, Ansys Granta consente agli ingegneri di identificare materiali alternativi più leggeri e performanti tra le migliaia disponibili oggi per l’aviazione.
Infine, Ansys Mechanical™ può ottimizzare la topologia di un componente, mentre Ansys Additive Suite™ determina come stamparlo. Alla fine, la simulazione è la chiave per migliorare l’efficienza del carburante nell’industria A&D.
Progettare aeromobili autonomi e connessi richiede simulazione
Il traffico è una delle principali fonti di inquinamento e spreco di tempo nelle megacittà. Un modo per risolvere questo problema è sfruttare lo spazio sopra le strade per il trasporto di persone e merci.
Per sfruttare questo spazio, una delle tendenze dell’industria aerospaziale e della difesa è l’inclinazione verso veicoli autonomi, nuovi design di cockpit e connettività degli aeromobili.
Gli aeromobili autonomi saranno in grado di trasportare persone e pacchi in città. Gran parte della ricerca per sviluppare queste tecnologie sarà focalizzata su sistemi di sensori, logica e sicurezza.
La tecnologia di simulazione pervasiva di Ansys può connettere digitalmente, testare e validare questi sistemi in un ambiente virtuale. Queste simulazioni accelerano lo sviluppo e garantiranno che i veicoli autonomi possano affrontare qualsiasi condizione meteorologica o situazione di emergenza.
Un’altra tendenza dell’industria aerospaziale è lo sfruttamento degli aeroporti locali in tutto il mondo. Utilizzando questi aeroporti, le compagnie aeree possono offrire voli regionali che collegano le piccole comunità alle grandi città. Per essere finanziariamente sostenibile, questa soluzione richiede aeromobili elettrici o ibridi, progettati per operare con un solo pilota.
Elettrificazione e antenne come tendenze per l’industria aerospaziale
Progettare per l’elettrificazione e per i cockpit del futuro è un compito complesso che richiede sistemi di simulazione e realtà virtuale, affinché piloti e ingegneri possano testare e ottimizzare l’aeromobile.
Infine, gli aeromobili connessi possono aiutare il settore ad attirare più persone a volare, offrendo funzionalità aggiuntive di sicurezza e Wi-Fi gratuito, un fattore chiave per spostare le persone dalle strade agli aerei.
Inoltre, i migliaia di sensori presenti sugli aeromobili possono sfruttare questa connettività per trasmettere dati in tempo reale alle compagnie aeree, migliorando la sicurezza e salvando vite. Tuttavia, aggiungere le antenne necessarie per questa connettività non è così semplice come sembra. Le antenne possono interferire con altre trasmissioni e influenzare l’aerodinamica dell’aereo. Gli ingegneri dovranno utilizzare la tecnologia di simulazione per risolvere i complessi problemi multifisici legati a queste sfide ingegneristiche.
Migliorare la produttività dell’ingegneria nell’industria aerospaziale e della difesa con la simulazione
Una delle principali tendenze che sta trasformando l’industria aerospaziale e della difesa (A&D) è la crescente complessità dei sistemi e la pressione che essa esercita sulla produttività dell’ingegneria.
Ad esempio, il software di controllo di un sistema potrebbe aumentare di 21 volte nel corso di un decennio. Tenere il passo con questi cambiamenti, senza contare i progressi in elettronica, antenne e sensori, è estremamente impegnativo.
Una possibile soluzione è formare e assumere nuovi tecnici, ingegneri e specialisti. Tuttavia, molti professionisti del settore A&D si stanno ritirando prima di poter trasferire le proprie conoscenze alla prossima generazione. Inoltre, sia i veterani che i nuovi assunti devono affrontare sfide nel comprendere tecnologie avanzate, come l’intelligenza artificiale (IA) applicata ai veicoli autonomi.
La simulazione può aiutare l’industria A&D ad affrontare questa sfida automatizzando molte funzioni. In questo modo, gli ingegneri possono trasferire il proprio know-how e semplificare i processi, consentendo a una singola persona di svolgere il lavoro di molti.
Ad esempio, una squadra potrebbe impiegare ore per selezionare il materiale giusto per un componente aerospaziale. Con Ansys Granta, invece, un singolo ingegnere può completare la stessa ricerca in soli 20 minuti.
Lo stesso vale per Ansys SCADE®. Normalmente, una dozzina di programmatori potrebbe impiegare mesi o addirittura anni per scrivere codice di controllo certificabile. SCADE può generare automaticamente lo stesso codice, riducendo drasticamente tempi e costi di sviluppo.
Gli ingegneri possono anche acquisire e utilizzare informazioni grazie alla piattaforma di simulazione multifisica di Ansys. Questo processo prevede l’esecuzione di una simulazione, la creazione di metadati e il loro riutilizzo per modellare processi di simulazione futuri.
Man mano che la complessità dell’industria A&D cresce, i servizi di supporto e consulenza diventeranno essenziali per garantire che gli ingegneri sfruttino al massimo il potenziale della simulazione. A tal fine, l’Ansys Learning Hub offre accesso a centinaia di materiali di formazione online. Inoltre, l’Istituto ESSS propone corsi online, masterclass gratuite e persino specializzazioni complete in simulazione computazionale.
Ottimizzare manutenzione, riparazione e revisione con la simulazione
Come già accennato, ci sono aeromobili nelle nostre flotte che sono più vecchi delle squadre di MRO (Manutenzione, Riparazione e Revisione) che lavorano su di essi. Tuttavia, nuovi modelli di aeromobili continuano ad aggiungersi a queste flotte.
Garantire che le squadre di MRO sappiano come operare su tutti questi diversi modelli di aeromobili è una delle ragioni per cui il mercato della manutenzione dovrebbe crescere del 50% entro il 2028, secondo una ricerca del 2018.
Con la crescita di questo mercato, aumenteranno anche i costi per mantenere tutti gli aeromobili in funzione. La simulazione può essere uno strumento prezioso per contenere questi costi.
Ad esempio, le squadre di MRO tradizionali programmano la manutenzione di un aeromobile in base all’utilizzo, ad esempio ogni 100 ore di volo. Tuttavia, grazie ai dati di simulazione, ai dati storici, ai gemelli digitali e alla manutenzione predittiva, le squadre di MRO possono pianificare gli interventi qualche ora prima che il velivolo necessiti effettivamente di riparazioni.
Questo nuovo approccio alla manutenzione riduce il numero di interventi non necessari su aeromobili perfettamente funzionanti. Inoltre, consente di identificare potenziali problemi prima che causino ritardi o mettano a rischio la sicurezza dei passeggeri.
Come la simulazione accelera la tecnologia della difesa
L'incertezza politica è diventata una triste realtà in tutto il mondo e le spese per applicazioni militari stanno aumentando costantemente.
Uno dei motivi di questa crescita è che i governi stanno affrontando difficoltà nel rispondere rapidamente alle minacce, cercando di fornire le tecnologie di difesa più avanzate.
In altre parole, l’industria della difesa sta lavorando per migliorare la produttività dell’ingegneria, l’efficienza del carburante, sviluppare aeromobili autonomi e connessi, ottimizzare la manutenzione (MRO) e molto altro.
La simulazione può ridurre significativamente lo sforzo, il budget e la manodopera necessari per raggiungere questi obiettivi, accelerando lo sviluppo di tecnologie di difesa che salvano vite sul campo di battaglia.
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Secondo Accenture, il 97% dei dirigenti del settore aerospaziale e della difesa (A&D) sono pronti a reinventare digitalmente le proprie attività, portando l’industria ad una fase di transizione.
