亞馬遜更新送貨無(wú)人機(jī)，CAE仿真能做什么？
近日，在拉斯維加斯舉行的re:MARS大會(huì)上，亞馬遜發(fā)布了其最新送貨無(wú)人機(jī)，該公司表示，有望在“未來(lái)幾個(gè)月”推出一項(xiàng)使用無(wú)人機(jī)的送貨服務(wù)，無(wú)人機(jī)快遞要來(lái)啦！
亞馬遜在宣布新無(wú)人機(jī)時(shí)附帶了一段試飛視頻，展示了這款飛行器在半空中的變化。亞馬遜聲稱，其Prime Air服務(wù)的目標(biāo)是打造“完全電動(dòng)的無(wú)人機(jī)”，其續(xù)航里程可達(dá)24公里，在不到30分鐘的時(shí)間內(nèi)向客戶運(yùn)送2.5公斤以下的包裹。這聽起來(lái)其有效載荷似乎很小，但亞馬遜說75%到90%的購(gòu)買物品都在這個(gè)重量限制之下。
與傳統(tǒng)送貨方式（車輛+快遞員）相比，無(wú)人機(jī)送貨至少具有下述兩大核心優(yōu)勢(shì)：一是降低成本。據(jù)紐約金融研究機(jī)構(gòu)ARKInvest公司的一項(xiàng)研究顯示，亞馬遜公司的無(wú)人機(jī)送貨服務(wù)，可以讓快遞小包裹的每件成本降到只有1美元左右。與之相比，亞馬遜采用傳統(tǒng)方式在紐約等城市實(shí)施的一小時(shí)內(nèi)快遞服務(wù)，每件快遞的費(fèi)用高達(dá)7.99美元。二是提高效率。傳統(tǒng)的車輛+快遞員的送貨模式對(duì)路面交通有著強(qiáng)烈的依賴性，如果城市道路交通擁堵，或者鄉(xiāng)村道路通行條件不好，甚至尚未通公路，將嚴(yán)重降低貨物的遞送效率。無(wú)人機(jī)送貨則可以完全不受路面通行條件的影響，采用走直線的方式利用空中交通直接將貨物送達(dá)目的地，既能縮短運(yùn)送里程，又能提高運(yùn)送速度，從而大大提升配送的效率。
但送貨無(wú)人機(jī)仍有各種問題亟需解決，如在飛行期間遇見鳥類、風(fēng)箏、電纜、行人等障礙物怎么辦?遇見狂風(fēng)、暴雨等極端天氣怎么辦? 飛行過程中的噪音大問題。。。。。。出于消費(fèi)者角度，我期待無(wú)人機(jī)項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)，這不僅僅因?yàn)槲磥?lái)社會(huì)中它會(huì)帶給我們很多便利，還因?yàn)殪趴岬暮诳萍甲屓朔浅Ａw慕。但很顯然，送貨無(wú)人機(jī)相關(guān)技術(shù)目前還沒有完全成熟，需要不斷的試驗(yàn)和測(cè)試才能完善，CAE仿真技術(shù)能夠模擬各種復(fù)雜環(huán)境有效加速產(chǎn)品研發(fā)過程，為該項(xiàng)目的真正商用提供重要支持。
以下是元王為某無(wú)人機(jī)企業(yè)提供的有限元分析案例。
分析背景
計(jì)算無(wú)人機(jī)在起飛時(shí)（垂直上升過程中）的過載狀況，以驗(yàn)證機(jī)身及機(jī)翼等部件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是否滿足設(shè)計(jì)要求。
FEA模型
分析工況
分析條件：無(wú)人機(jī)前后三電機(jī)處約束固定，給整機(jī)施加一個(gè)3g的加速度載荷，方向垂直向下（Y軸的負(fù)方向），如下所示：
分析結(jié)果
工況動(dòng)畫
應(yīng)力云圖（整機(jī)）：無(wú)人機(jī)在3g的加速度載荷下，最大等效應(yīng)力為72.04Mpa，出現(xiàn)在前翼與機(jī)身連接套管處。
應(yīng)力云圖（組件）：
無(wú)人機(jī)在3g的加速度載荷下，前后翼組件的最大等效應(yīng)力分別為72.04Mpa與56.05Mpa，遠(yuǎn)低于所用材料（T300/3500Mpa）屈服應(yīng)力，無(wú)屈服失效風(fēng)險(xiǎn)。
無(wú)人機(jī)在3g的加速度載荷下，機(jī)身組件的最大等效應(yīng)力為56.72Mpa，遠(yuǎn)低于所用材料（T300/3500Mpa）屈服應(yīng)力，無(wú)屈服失效風(fēng)險(xiǎn)。
連接件最大等效應(yīng)力為28.21Mpa，低于所用材料（AL6061/55.2Mpa）屈服應(yīng)力，連接可靠。
結(jié)論
無(wú)人機(jī)在3g的加速度載荷下，前后機(jī)翼、機(jī)身及連接組件的最大等效應(yīng)力均低于所用材料屈服應(yīng)力，連接可靠，無(wú)屈服失效風(fēng)險(xiǎn)。
通過以上案例可知，CAE仿真技術(shù)在模擬產(chǎn)品復(fù)雜環(huán)境下性能分析的優(yōu)勢(shì)，以及對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)缺陷把控的巨大價(jià)值，此外，無(wú)人機(jī)碰撞分析、惡劣環(huán)境飛行分析、電磁干擾、降噪問題解決等都可以通過CAE仿真技術(shù)改善。無(wú)人機(jī)送貨雖然目前來(lái)看是難以實(shí)施的，但我們相信，隨著CAE仿真技術(shù)對(duì)送貨無(wú)人機(jī)相關(guān)技術(shù)的不斷完善，以及無(wú)人機(jī)送貨法律法規(guī)的許可，這一應(yīng)用也許在不久的將來(lái)能夠完全實(shí)現(xiàn)。選擇元王CAE仿真應(yīng)用專家，為您的企業(yè)帶來(lái)無(wú)限可能。
