DLRmagazine 170’ten bir katkı
DMotor her uçağın kalbidir, onsuz ağır yüksek teknolojili kuşları gökyüzüne kaldırmak imkansız olurdu. DLR havacılık enstitüleri, onlarca yıldır sürekli olarak onu geliştirmek için çalışıyor. Bununla birlikte, araştırmanın odak noktası bir süredir değişiyor: İki DLR bilim insanı Stanislaus Reitbach ve Dr. Kai Becker, geleceğin havacılığının – özellikle motorlar söz konusu olduğunda – simülasyonlar ve dijital modeller olmadan yapamayacağından eminler. Stanislaus Reitbach, Köln’deki Tahrik Teknolojisi Enstitüsü’nün motor bölümünde çalışırken Kai Becker, Gaz Türbinleri için Test ve Simülasyon Enstitüsü’nde gerekli bir platformun özellikleriyle ilgileniyor. DLRmagazine’de, sanal motora ne için ihtiyacınız olduğundan ve gerçek uçağa nasıl gireceğinden bahsediyorlar..
Sanal bir motordan ne hayal edebilirim?
Reitbach: Diğer birçok sektör gibi havacılık sektörü de dijitalleşmeye doğru bir geçiş yaşıyor. Gerçek dünyanın motor gibi karmaşık sistemleri sanal dünyaya aktarılır. Sanal veya dijital motor, bir tahrik sisteminin tüm geometrik ve fiziksel özelliklerini içerir. Bunu “inşa etmek” için bilgisayar destekli tasarım araçlarını ve sayısal simülasyon yöntemlerini kullanıyoruz. Ve aerodinamik, yapısal mekanik ve termodinamik gibi tüm disiplinleri dikkate alıyoruz. Disiplinler arası soruları cevaplayabileceğimiz bir platform olarak görüyoruz. Tüm sistemi sürekli olarak hesaplamak ve değerlendirmek için kullanabiliriz. Sonuç olarak, gerçek bir motorun yaşam ve geliştirme döngüsünün tüm aşamalarını yansıtmalıdır.
Birçok uzmanlık disiplini inşaatta rol oynar. Böyle bir model kimin için ilginç?
doktor Kai Becker
Augsburg’daki DLR Gaz Türbinleri için Test ve Simülasyon Enstitüsü’nde çalışıyor ve ilgili enstitüler arasında daha güçlü bir ağ oluşturmayı sanal motorlar konusu için önemli bir ön koşul olarak görüyor.
beker: Bu soruya bağlıdır. Genel olarak şunu söyleyebiliriz: Bir motorla ilgisi olan herkes için – geliştirme ve üretimden test ve belgelendirmeye kadar, buna imalat, satış ve bakım da dahildir. Sektörde de bu ürüne yönelik güçlü bir ilgi görüyoruz. Tanınmış tüm motor üreticileri bu alanla ilgilenir. Sanal motorun nihai olarak nasıl görüneceği, hangi bilgilerin kullanıcının ilgisini çektiğine bağlıdır. Farklı yöntemlerin farklı ayrıntı düzeyleri vardır: Karmaşık 3B hesaplamalar veya daha az ayrıntılı performans hesaplamaları vardır. Bu bilgileri birleştirip kişiye uygun modeli oluşturuyoruz.
Bu beni araştırmanın mevcut durumu sorusuna getiriyor.
Reitbach: Konu henüz oldukça yeni olmasına rağmen şimdiden çığır açan gelişmeler var. DLR, tahrik sisteminin çeşitli yönleri hakkında son derece doğru tahminler yapabilen ve halihazırda endüstride gerçek ürünler için kullanılmakta olan disiplinler arası simülasyon yöntemleri üzerinde çalışmaktadır. Ayrıca, farklı araştırma alanlarının tek tip bir veri tabanı ile bir model üzerinde birlikte çalışabileceği bir platform geliştirdik. Her şeyi bir araya getirmek için DLR’de Sanal Motor Teknik Komitesi FAVE’yi kurduk. Burada, DLR havacılık enstitüleri bu alandaki diğer gelişmeler hakkında tavsiyelerde bulunur.
Becker: DLR onlarca yıldır birçok farklı konuyu araştırmaktadır. Yeni olan şey şu ki, ortak işlemeye odaklanıyoruz ve ürün aşamalarını birbiriyle ilişkilendirmek istiyoruz. DLR’nin son yıllarda sanal motorlar alanına odaklanan enstitüler kurması boşuna değildir: Gaz Türbinleri için Test ve Simülasyon Enstitüsü’ne ek olarak, Bakım ve Modifikasyon için Elektrikli Havacılık Motorları Enstitüleri de vardır. ürün sanallaştırma için yazılım yöntemleri için. Dijital platform aynı zamanda çalışma şeklimizi de değiştiriyor: Klasik sıralı işlemeden uzaklaşıyoruz, örneğin ön tasarım gibi ilk aşamayla başlıyorsunuz ve bu tamamlandığında ikinci aşama yani detaylı tasarım geliyor. Artık bireysel disiplinler birlikte yakın bir şekilde çalışıyor, birkaç süreç paralel olarak çalışıyor ve bilgi alışverişi yapılıyor ve aşamalar arasında saklanıyor. Yeni bir motor geliştirilecekse mevcut bilgilere de erişebiliriz. Bu çok heyecan verici bir gelişme.
Sanal motorun zaten kullanıldığı örnekler var mı?
Becker: Benim enstitümde ve diğer enstitülerde, motorun tamamı için değil, bileşenler için test tezgahlarımız var. Test ve simülasyonu karşılaştırabilmek için bu bileşenlerin sanal bir görüntüsüne sahip olmak istiyoruz. Daha sonra modelleri genel sisteme aktarabilir ve bileşenler arasında hangi etkileşimlerin olduğunu ve bunların hangi etkilere sahip olduğunu görebiliriz.
Reitbach: DLR motor üretmez, ancak hem endüstriyi hem de araştırma alanlarını ürün yaşam döngüsünün tüm aşamalarında, yani sanal motor yöntemlerini kullanarak hem tasarımda hem de üretimde zaten desteklemektedir. Test tezgahlarına ek olarak, araştırma grupları kestirimci bakım süreçleri veya dijital ikiz üzerinde de çalışıyor. Ancak, son yıllarda başlatılan çok sayıda ortaklık ve ortak yeni projenin de gösterdiği gibi, sanal motorlar konusu endüstride de her yerde mevcuttur.
Sanal motor gerçekte gerçek motorla nasıl bağlantılıdır?
Stanislaus Reitbach
DLR Tahrik Teknolojisi Enstitüsü’nde çalışıyor ve sanal motorun geliştirme ve yapım süreçlerini büyük ölçüde değiştireceğinden ve havacılık endüstrisinin iddialı hedeflerine ulaşılmasına yardımcı olacağından emin.
Reitbach: Nihayetinde, gerçek düzleme yalnızca dolaylı olarak girer. Burada iki husus özellikle önemlidir: ekolojik ve ekonomik faydalar. Yeni güçlü sayısal yöntemler ve bunların tüm tahrik sisteminin sanal modelinde kullanılması, gerçek motorların enerji tüketimi veya bakım kolaylığı açısından iyileştirilmesine yardımcı olur. Öte yandan, ekonomik fayda da bu, sanal motorun yenilikçi ve yüksek düzeyde ağa bağlı süreçleri, pazara sunulana kadar çok zaman alan ve riskli testlerle uzun ve maliyetli ürün geliştirme sürelerini önemli ölçüde azaltmamızı sağlıyor.
Becker: Gerçekten değerli olan, bileşenler arasındaki etkileşimler veya bunların genel verimlilik, tüketim veya benzeri üzerindeki etkileri olsun, en çeşitli yönler arasındaki etkileşimlere bakmaktır. Bu daha sonra, daha ekolojik olmak gibi havacılığın kendisine koyduğu hedeflere göre ölçülebilir.
Ve sınırlar var mı? Peki gerçek motora ihtiyacınız olan sorular?
Reitbach: Kesin olan bir şey var: Gerçekte sanal motorla uçmayacağız. Simülasyon prosedürleri ve yöntemleri halihazırda birçok fiziksel yönü haritalandırıp tahmin edebiliyor olsa da, test tezgahları, deneyler ve operasyondan elde edilen veriler, gelecekte yüksek güvenlik gereksinimlerini sağlamak için gerekli olmaya devam ediyor. Yine de sanal motor, gerçek testlerden ve karmaşık bakım süreçlerinden kaynaklanan muazzam maliyetlerin azaltılmasına yardımcı olabilir. Sanal motor kendi başına bir amaç değil, havacılığın iddialı hedeflerine ulaşmak için bir araçtır.
Becker: Sanal bir görüntüdür, yani dijital bilgi ve sayısal süreçlerin bir koleksiyonudur. Elbette bu görüntü ancak kullanılan simülasyon araçlarının kalitesi kadar iyi olabilir. Sayısal yöntemleri doğrulamak için deneysel verilere ihtiyacım var. Bunu ancak gerçek bir motordan alabilirim.
Kulağa zor bir görev gibi geliyor. Sonraki adımlar nelerdir? Sanal motor, endüstri ve araştırma için bir araç olarak ne zaman kullanılabilir olacak?
Reitbach: Test tezgahlarımız ve sanal yöntemlerimiz var. Gelecekte, bu iki alan birbirine çok daha yakın hareket etmelidir. Bu bağlamda tekrar tekrar karşımıza çıkan bir terim de dijital test tezgahıdır. Sanırım yolculuğun geldiği yer burası: Bugün, yüksek hassasiyetli disiplinler arası simülasyon süreçleriyle uçak motorlarının tüm önemli bileşenlerini optimize edebiliyoruz. Her bir geliştirme adımı, daha bütünleştirici yöntemler ve sanal işletim senaryoları ile verimli, güvenli, sessiz ve neredeyse iklim nötr sürücüye yaklaşıyoruz. Sanal motor, bu son derece zorlu sorunu çözmemizde bize çok yardımcı olacaktır.
Becker: Bu amaçla geliştirilen kavram ve fikirleri ilgili konu alanlarında da kullanmak istiyoruz.
soruları sordu Dr Anne Zilles. Sayısallaştırma programı koordinasyonunda çalışmakta ve havacılık adına Virtual Engine teknik komitesine destek vermektedir.
Çeşitli akış simülasyonları
TRACE yazılımı, DLR Tahrik Teknolojisi Enstitüsü’nde geliştirildi ve turbo makine akışlarının sayısal deneylerini ve derinlemesine analizlerini mümkün kılıyor.
DMotor her uçağın kalbidir, onsuz ağır yüksek teknolojili kuşları gökyüzüne kaldırmak imkansız olurdu. DLR havacılık enstitüleri, onlarca yıldır sürekli olarak onu geliştirmek için çalışıyor. Bununla birlikte, araştırmanın odak noktası bir süredir değişiyor: İki DLR bilim insanı Stanislaus Reitbach ve Dr. Kai Becker, geleceğin havacılığının – özellikle motorlar söz konusu olduğunda – simülasyonlar ve dijital modeller olmadan yapamayacağından eminler. Stanislaus Reitbach, Köln’deki Tahrik Teknolojisi Enstitüsü’nün motor bölümünde çalışırken Kai Becker, Gaz Türbinleri için Test ve Simülasyon Enstitüsü’nde gerekli bir platformun özellikleriyle ilgileniyor. DLRmagazine’de, sanal motora ne için ihtiyacınız olduğundan ve gerçek uçağa nasıl gireceğinden bahsediyorlar..
Sanal bir motordan ne hayal edebilirim?
Reitbach: Diğer birçok sektör gibi havacılık sektörü de dijitalleşmeye doğru bir geçiş yaşıyor. Gerçek dünyanın motor gibi karmaşık sistemleri sanal dünyaya aktarılır. Sanal veya dijital motor, bir tahrik sisteminin tüm geometrik ve fiziksel özelliklerini içerir. Bunu “inşa etmek” için bilgisayar destekli tasarım araçlarını ve sayısal simülasyon yöntemlerini kullanıyoruz. Ve aerodinamik, yapısal mekanik ve termodinamik gibi tüm disiplinleri dikkate alıyoruz. Disiplinler arası soruları cevaplayabileceğimiz bir platform olarak görüyoruz. Tüm sistemi sürekli olarak hesaplamak ve değerlendirmek için kullanabiliriz. Sonuç olarak, gerçek bir motorun yaşam ve geliştirme döngüsünün tüm aşamalarını yansıtmalıdır.
Birçok uzmanlık disiplini inşaatta rol oynar. Böyle bir model kimin için ilginç?
doktor Kai Becker
Augsburg’daki DLR Gaz Türbinleri için Test ve Simülasyon Enstitüsü’nde çalışıyor ve ilgili enstitüler arasında daha güçlü bir ağ oluşturmayı sanal motorlar konusu için önemli bir ön koşul olarak görüyor.
beker: Bu soruya bağlıdır. Genel olarak şunu söyleyebiliriz: Bir motorla ilgisi olan herkes için – geliştirme ve üretimden test ve belgelendirmeye kadar, buna imalat, satış ve bakım da dahildir. Sektörde de bu ürüne yönelik güçlü bir ilgi görüyoruz. Tanınmış tüm motor üreticileri bu alanla ilgilenir. Sanal motorun nihai olarak nasıl görüneceği, hangi bilgilerin kullanıcının ilgisini çektiğine bağlıdır. Farklı yöntemlerin farklı ayrıntı düzeyleri vardır: Karmaşık 3B hesaplamalar veya daha az ayrıntılı performans hesaplamaları vardır. Bu bilgileri birleştirip kişiye uygun modeli oluşturuyoruz.
Bu beni araştırmanın mevcut durumu sorusuna getiriyor.
Reitbach: Konu henüz oldukça yeni olmasına rağmen şimdiden çığır açan gelişmeler var. DLR, tahrik sisteminin çeşitli yönleri hakkında son derece doğru tahminler yapabilen ve halihazırda endüstride gerçek ürünler için kullanılmakta olan disiplinler arası simülasyon yöntemleri üzerinde çalışmaktadır. Ayrıca, farklı araştırma alanlarının tek tip bir veri tabanı ile bir model üzerinde birlikte çalışabileceği bir platform geliştirdik. Her şeyi bir araya getirmek için DLR’de Sanal Motor Teknik Komitesi FAVE’yi kurduk. Burada, DLR havacılık enstitüleri bu alandaki diğer gelişmeler hakkında tavsiyelerde bulunur.
Becker: DLR onlarca yıldır birçok farklı konuyu araştırmaktadır. Yeni olan şey şu ki, ortak işlemeye odaklanıyoruz ve ürün aşamalarını birbiriyle ilişkilendirmek istiyoruz. DLR’nin son yıllarda sanal motorlar alanına odaklanan enstitüler kurması boşuna değildir: Gaz Türbinleri için Test ve Simülasyon Enstitüsü’ne ek olarak, Bakım ve Modifikasyon için Elektrikli Havacılık Motorları Enstitüleri de vardır. ürün sanallaştırma için yazılım yöntemleri için. Dijital platform aynı zamanda çalışma şeklimizi de değiştiriyor: Klasik sıralı işlemeden uzaklaşıyoruz, örneğin ön tasarım gibi ilk aşamayla başlıyorsunuz ve bu tamamlandığında ikinci aşama yani detaylı tasarım geliyor. Artık bireysel disiplinler birlikte yakın bir şekilde çalışıyor, birkaç süreç paralel olarak çalışıyor ve bilgi alışverişi yapılıyor ve aşamalar arasında saklanıyor. Yeni bir motor geliştirilecekse mevcut bilgilere de erişebiliriz. Bu çok heyecan verici bir gelişme.
Sanal motorun zaten kullanıldığı örnekler var mı?
Becker: Benim enstitümde ve diğer enstitülerde, motorun tamamı için değil, bileşenler için test tezgahlarımız var. Test ve simülasyonu karşılaştırabilmek için bu bileşenlerin sanal bir görüntüsüne sahip olmak istiyoruz. Daha sonra modelleri genel sisteme aktarabilir ve bileşenler arasında hangi etkileşimlerin olduğunu ve bunların hangi etkilere sahip olduğunu görebiliriz.
Reitbach: DLR motor üretmez, ancak hem endüstriyi hem de araştırma alanlarını ürün yaşam döngüsünün tüm aşamalarında, yani sanal motor yöntemlerini kullanarak hem tasarımda hem de üretimde zaten desteklemektedir. Test tezgahlarına ek olarak, araştırma grupları kestirimci bakım süreçleri veya dijital ikiz üzerinde de çalışıyor. Ancak, son yıllarda başlatılan çok sayıda ortaklık ve ortak yeni projenin de gösterdiği gibi, sanal motorlar konusu endüstride de her yerde mevcuttur.
Sanal motor gerçekte gerçek motorla nasıl bağlantılıdır?
Stanislaus Reitbach
DLR Tahrik Teknolojisi Enstitüsü’nde çalışıyor ve sanal motorun geliştirme ve yapım süreçlerini büyük ölçüde değiştireceğinden ve havacılık endüstrisinin iddialı hedeflerine ulaşılmasına yardımcı olacağından emin.
Reitbach: Nihayetinde, gerçek düzleme yalnızca dolaylı olarak girer. Burada iki husus özellikle önemlidir: ekolojik ve ekonomik faydalar. Yeni güçlü sayısal yöntemler ve bunların tüm tahrik sisteminin sanal modelinde kullanılması, gerçek motorların enerji tüketimi veya bakım kolaylığı açısından iyileştirilmesine yardımcı olur. Öte yandan, ekonomik fayda da bu, sanal motorun yenilikçi ve yüksek düzeyde ağa bağlı süreçleri, pazara sunulana kadar çok zaman alan ve riskli testlerle uzun ve maliyetli ürün geliştirme sürelerini önemli ölçüde azaltmamızı sağlıyor.
Becker: Gerçekten değerli olan, bileşenler arasındaki etkileşimler veya bunların genel verimlilik, tüketim veya benzeri üzerindeki etkileri olsun, en çeşitli yönler arasındaki etkileşimlere bakmaktır. Bu daha sonra, daha ekolojik olmak gibi havacılığın kendisine koyduğu hedeflere göre ölçülebilir.
Ve sınırlar var mı? Peki gerçek motora ihtiyacınız olan sorular?
Reitbach: Kesin olan bir şey var: Gerçekte sanal motorla uçmayacağız. Simülasyon prosedürleri ve yöntemleri halihazırda birçok fiziksel yönü haritalandırıp tahmin edebiliyor olsa da, test tezgahları, deneyler ve operasyondan elde edilen veriler, gelecekte yüksek güvenlik gereksinimlerini sağlamak için gerekli olmaya devam ediyor. Yine de sanal motor, gerçek testlerden ve karmaşık bakım süreçlerinden kaynaklanan muazzam maliyetlerin azaltılmasına yardımcı olabilir. Sanal motor kendi başına bir amaç değil, havacılığın iddialı hedeflerine ulaşmak için bir araçtır.
Becker: Sanal bir görüntüdür, yani dijital bilgi ve sayısal süreçlerin bir koleksiyonudur. Elbette bu görüntü ancak kullanılan simülasyon araçlarının kalitesi kadar iyi olabilir. Sayısal yöntemleri doğrulamak için deneysel verilere ihtiyacım var. Bunu ancak gerçek bir motordan alabilirim.
Kulağa zor bir görev gibi geliyor. Sonraki adımlar nelerdir? Sanal motor, endüstri ve araştırma için bir araç olarak ne zaman kullanılabilir olacak?
Reitbach: Test tezgahlarımız ve sanal yöntemlerimiz var. Gelecekte, bu iki alan birbirine çok daha yakın hareket etmelidir. Bu bağlamda tekrar tekrar karşımıza çıkan bir terim de dijital test tezgahıdır. Sanırım yolculuğun geldiği yer burası: Bugün, yüksek hassasiyetli disiplinler arası simülasyon süreçleriyle uçak motorlarının tüm önemli bileşenlerini optimize edebiliyoruz. Her bir geliştirme adımı, daha bütünleştirici yöntemler ve sanal işletim senaryoları ile verimli, güvenli, sessiz ve neredeyse iklim nötr sürücüye yaklaşıyoruz. Sanal motor, bu son derece zorlu sorunu çözmemizde bize çok yardımcı olacaktır.
Becker: Bu amaçla geliştirilen kavram ve fikirleri ilgili konu alanlarında da kullanmak istiyoruz.
soruları sordu Dr Anne Zilles. Sayısallaştırma programı koordinasyonunda çalışmakta ve havacılık adına Virtual Engine teknik komitesine destek vermektedir.
Çeşitli akış simülasyonları
TRACE yazılımı, DLR Tahrik Teknolojisi Enstitüsü’nde geliştirildi ve turbo makine akışlarının sayısal deneylerini ve derinlemesine analizlerini mümkün kılıyor.