ZEVA sử dụng mô phỏng ANSYS hiện thực hóa phương tiện bay cá nhân

Xuất bản ngày 1 tháng 3 năm 2019 bởi Shawn Wasserman

Nếu bạn từng muốn bay lượn vòng quanh trên chiếc xe bay như George Jetson, bạn sẽ muốn sở hữu một thiết bị bay của ZEVA AERO (ZEVA). Một thành viên trong “Chương trình khởi nghiệp ANSYS” đã thiết kế thiết bị bay cá nhân có tên gọi là ZERO, lấy cảm hứng từ chiếc xe bay của Hanna Barbera (chiếc xe bay trong chương trình truyền hình cho thiếu nhi Jetsons, có bối cảnh vào năm 2062)

Thiết kế của ZERO cho phép thiết bị này cất cánh và hạ cánh thẳng đứng bằng điện (eVTOL). ZERO là một lựa chọn tuyệt vời cho việc bay trong thành phố, hoạt động cứu hộ và phòng thủ vì ưu điểm có thể cất và hạ cánh ở những điểm chật hẹp.

Hiện nay, ZEVA đang tăng cường thử nghiệm máy bay tử xa và sẽ sớm tiến hành nhiều thử nghiệm trong thời gian tới. Nhờ có phần mềm mô phỏng ANSYS, ZEVA tự tin rằng các thử nghiệm của mình sẽ thành công.

ZEVA cũng hy vọng rằng những thử nghiệm này sẽ đánh dấu bước đầu tiên để thâm nhập vào thị trường thiết bị bay cá nhân và giành được giải thưởng GoFly do Boeing tài trợ trị giá một triệu đô la.

Mô hình thiết bị bay cá nhân ZERO của ZEVA AERO

Cách thức hoạt động của thiết bị bay cá nhân ZERO

Chức năng eVTOL của ZERO cho phép chuyển từ khởi động thẳng đứng sang chế độ bay nghiêng. Trong quá trình nâng hạ, thiết bị này bay tương tự như chiếc máy bay không người lái nhỏ (quadcopter), hoàn toàn phù hợp trong trường hợp khẩn cấp, bay trong thành phố và bay phòng thủ trong môi trường dày đặc.

Chức năng eVTOL của ZERO cho phép chuyển từ khởi động thẳng đứng sang chế độ bay nghiêng

Tuy nhiên, trong khi chờ chứng nhận thiết bị bay đô thị (ZEVA dự kiến sẽ có chứng nhận vào khoảng năm 2025), ZERO mới chỉ tiếp thị sản phẩm này tới những thị trường quốc phòng, nhân viên cứu hộ khẩn cấp và những người có mối quan tâm đặc biệt tới sản phẩm.

Các thuộc tính thiết kế chính của ZERO là không gây ồn, nhanh và tiết kiệm năng lượng. Để đạt được giải thưởng GoFly, ZERO phải vận hành dưới 86 decibel, bay cao 50 feet ( ≈15,24 m) và bay sáu lần qua 1 quãng đường dài 1 hải lý (1,852 km) bằng nguồn pin dự phòng. ZERO có thể bay khoảng 40 hải lý (≈74,08 km) bằng dung lượng 100 mph chỉ trong một lần sạc.

Bên cạnh đó, GoFly còn quy định rằng góc nhìn máy quay hình nón phải không bị cản trở và bằng 90 độ. ZERO cũng có góc nhìn rộng 104 độ và không bị cản trở.

Đỗ thiết bị bay cá nhân ZERO

Vậy phi công sẽ đỗ ZERO ở đâu? ZERO không giống như chiếc máy bay của George Jetson, không thể gập lại thành một chiếc cặp khi đến nơi mà thay vào đó, ZERO có thể hạ cánh ở một bãi đỗ xe bên ngoài. GoFly yêu cầu thiết bị bay phải nằm gọn trong một khoảng hình cầu 8, 5 feet (≈2,59 m) và như vậy ZERO đáp ứng tiêu chuẩn đỗ xe.

Ngoài ra, ZERO sẽ kết nối với SkyDock (bằng sang chế đang được thẩm định). SkyDock sẽ được cài đặt ở hai bên của các tòa nhà và được nối trực tiếp với văn phòng hoặc nhà ở. Vì vậy, trải nghiệm đỗ xe tuy có ít hơn George Jetson nhưng sẽ nhiều hơn cả Tony Stark.

Việc đỗ ZERO cũng sẽ được đơn giản hóa để hầu hết các phi công có thể lái thiết bị này. Trên thực tế, ZEVA đặt mục tiêu sẽ sử dụng máy tính để điều khiển quy trình lắp ghép và đỗ thiết bị. Điều này sẽ giúp tránh được những lỗi do con người mắc phải.

Lợi ích khi sử dụng SkyDock là mái nhà sẽ luôn có chỗ cho các phương tiện khẩn cấp, taxi bay, lán bảo trì và các tấm pin mặt trời. ZEVA cho rằng SkyDock sẽ rất hữu ích ở các thành phố có mật độ dân số cao như Hồng Kông và Thượng Hải.

ZERO đủ nhỏ để vừa một chỗ đỗ xe, nhưng cũng có thể đỗ vào một tòa nhà.

Thiết kế thiết bị bay cá nhân ZERO

Hiện tại, ZEVA đang sử dụng phần mềm mô phỏng tính toán động lực học chất lưu ANSYS CFD (computational fluid dynamics) để thử nghiệm ZERO trong hầm gió kĩ thuật số. Những mô phỏng này giúp tối ưu hóa khí động học của xe ở các độ cao và điều kiện môi trường khác nhau.

Mô hình phi công trên ZERO

Stephen Tibbitts, Chủ tịch kiêm Giám đốc điều hành của ZEVA AERO đã khẳng định rằng “Mô phỏng của ANSYS là công cụ để kiểm tra những giả định của chúng tôi. Chúng tôi đã sử dụng những hình dạng khác nhau , sau đó so sánh chúng khi nâng và kéo ở các góc khác nhau. Chúng tôi cần hiểu lực cản ở từng góc vì xe khởi động ở vị trí thẳng đứng rồi mới chuyển sang chế độ di chuyển.”

“Chúng tôi đã vận dụng những thực nghiệm tốt nhất về hàng không vũ trụ để thiết kế hình dạng cho ZERO. Sau đó chúng tôi sử dụng mô phỏng ANSYS CFD để kiểm nghiệm. Nếu thiết kế gặp phải sự cố, chúng tôi có thể bổ sung các thành phần hoặc thay đổi thiết kế. Thông qua phản hồi từ mô phỏng ANSYS, chúng tôi sẽ biết được có nên thay đổi thiết kế hay không.”

Ngay khi thiết kế của ZERO hoàn thiện, ZEVA sẽ bắt đầu sử dụng công nghệ mô phỏng ANSYS để kiểm tra các khía cạnh khác của thiết kế như độ an toàn khi gặp tai nạn, tối ưu hóa pin và kiểm soát tiếng ồn.

Nếu bạn là một startup và muốn sử dụng công nghệ mô phỏng ANSYS để thiết kế sản phẩm của mình, hãy tham gia chương trình khởi nghiệp ANSYS (ANSYS Startup Program) ngay hôm nay.

Nguồn: www.ansys.com

Làm ơn ghi rõ "Nguồn Advantech, Jsc." hoặc "Theo www.advantech.vn" nếu bạn muốn phổ biến thông tin này