Дальний полет
Компания Piper Aircraft Inc. — единственный производитель авиационной техники общего назначения, выпускающий всю линейку продукции: от надежных учебных самолетов до высокоэффективных турбовинтовых машин. Головной офис находится в городе Виро Бич, штат Флорида. Сегодня в компании работают около 950 человек. Piper является поставщиком безопасных эффективных одно- и двухдвигательных самолетов во всем мире. С момента основания в 1937 году Piper выпустила свыше 130 тысяч самолетов. Принцип компании заключается в том, что самолеты изготавливаются только после получения заказа, поэтому в складских запасах нет необходимости.
У компании появился заказ на воздушное судно с топливным баком большего объема для увеличения дальности полета. Для создания такого судна было решено модернизировать модель М500 до М600. В основе Piper M600 — абсолютно новое крыло с превосходной аэродинамикой, позволяющей увеличить скорость и дальность полета. Проектирование велось с нуля. Заказчик указал свои требования, а Piper создала опытный образец на их основе. Фактически специалистам требовалось разработать принципиально новую конструкцию крыла для транспортировки большего объема топлива. Инженеры рассматривали варианты, отличающиеся размером или геометрией крыла, объемом топливных баков, количеством установленных систем, энергопотреблением, конструкцией законцовок и прочими характеристиками.
Основная техническая проблема, с которой столкнулись сотрудники Piper, – соблюдение жестких ограничений по массе: модель М600 не должна была быть значительно тяжелее М500. Необходимость выбрать нужный размер и снизить массу крыла стала одной из сложнейших задач. Для ее решения компания использовала систему автоматизированного проектирования NX™ и систему управления жизненным циклом изделия Teamcenter®. Решения Siemens PLM Software помогли Piper повторно использовать модели деталей, управлять данными, знаниями и интеллектуальной собственностью в масштабах всего предприятия, а также повысить эффективность производства и гарантировать соответствие нормативным требованиям.
Однодвигательный самолет Piper M600 — это сочетание большей дальности полета и высокой скорости по умеренной цене. Новое крыло обеспечило увеличение дальности полета и полезной нагрузки. Модель M600 вмещает 980 л топлива — это на 35% больше, чем M500, где емкость бака составляет 640 л. Дальность полета M600 увеличилась до 3000 км, то есть на 40% относительно M500. Новое крыло позволило увеличить полезную нагрузку с 770 до 1100 кг.
"Первоначально мы разработали силовой каркас крыла в NX, разместив все нервюры, лонжероны и закрылки, — рассказывает Майк Рашворт, ведущий инженер группы прочностных расчетов компании Piper Aircraft Inc. — Затем перешли к детальной проработке проекта. Мы были полностью уверены в том, что при изготовлении не возникнет каких-либо проблем: точно знали все допуски, зазоры, места и способы крепления, так как они были заданы в CAD-модели. Все значительно упрощается, когда точно знаешь, что самолет без проблем будет собран в цехе".
Применение NX CAD ускоряет процесс проектирования — в большей степени за счет средств визуализации в 3D. К тому же более точная конструкция сокращает время сборки.
Наличие единого информационного пространства также сыграло важную роль в разработке самолета M600: решение Teamcenter позволило сотрудникам Piper отслеживать состояние всех деталей воздушного судна. Имея точное представление о ходе разработки каждой детали на всех этапах — от эскизного до рабочего проектирования, – можно создавать уникальные исполнения самолета на основе первоначальной конструкции.
Отдельным преимуществом является знание состава изделия для каждой модификации. Это значительно упрощает технологическую подготовку производства: технологи применяют те же модели, что и конструкторы, и видят, какая работа им предстоит. Они проектируют оснастку на основе твердотельных моделей. При этом производственный персонал может оценить картину в целом.
Реализованные в NX современные CAD-решения и технология цифровых двойников помогли компании Piper снизить себестоимость самолета. "NX CAD отлично помогает в снижении массы изделия, что сокращает себестоимость летательного аппарата, — отмечает Рашворт. — Представьте, сколько времени ушло бы на отрисовку нервюры крыла на чертежной доске по сравнению с ее моделированием в NX. К тому же в NX можно очень быстро вносить изменения".
Использование Teamcenter позволяет компании Piper управлять всеми моделями деталей, проектировать сборки и сборочные процессы, а также объединять все службы предприятия — конструкторский и технологический отделы, службу снабжения и другие. Теперь все сотрудники получают доступ к информации о проектируемом самолете прямо в Teamcenter.
Система помогает и в работе с поставщиками. Они присылают в Piper 3D-модели, которые сотрудники компании добавляют в собственные сборки, чтобы сразу выявить возможные проблемы. Это в очередной раз свидетельствует о том, что NX и Teamcenter повышают точность и ускоряют процессы разработки.
Внедрение решений от Siemens PLM Software помогло компании Piper повысить производительность и достичь всех целей, поставленных перед программой разработки нового самолета.
