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2021年3月29日

从一个想法到一架飞机:一个团队如何上升到空中竞赛E挑战

你是如何在18个月内从一个想法变成一架飞机的?这是瑞士Pie Aeronefs SA团队在决定参加将于2022年正式开始的世界电动空中赛车锦标赛(Air Race E)时给自己设定的挑战。

E级空中竞赛包括八架小型螺旋桨飞机同时起飞，飞到大约30英尺的高度，在一个2.5英里长的椭圆形区域内以最高250英里/小时的速度进行翼尖对翼尖的比赛，椭圆形区域由地面上的高挂塔确定。它的形式与空中竞速1比赛相同，只是飞机将由电动机而不是内燃机提供动力。其目的是通过一场竞赛来迅速推进电动飞机领域，要求参赛队伍解决电动飞机面临的许多挑战。

万博Ansys是《空中竞速E》的官方仿真软件合作伙伴，为官方车队提供仿真软件和培训。

这是Pie Aeronefs团队设计飞机过程中一系列博客中的第一篇。点击这里阅读本系列的第二篇博客．这将是一段艰巨的旅程，因为在2022年正式比赛之前，必须在2021年晚些时候举行的资格赛之前完成飞行测试和颁发许可证。

空中竞赛E课程和团队派SA UR-1电动飞机的侧面视图

2020年3月才开始，Pie Aeronefs SA首先必须建立他们的团队，然后在那个夏天开始开发飞机。与其他参赛团队不同的是，Pie Aeronefs团队是从零开始设计和制造飞机，而不是从现有的机身开始，改造电力推进系统。虽然这样做的好处是可以优化整个飞机系统，但对于团队来说，在短短18个月内从一个想法变成一架比赛飞机是一个重大挑战。他们在这段时间内克服重大工程挑战的唯一方法是使用Ansys提供的仿真工具。万博

不像一些来自空中竞速赛传统的车队，主要专注于赢得世界电动空中竞速赛冠军，Pie Aeronefs车队是长期的。“我们公司的计划不仅仅是这场比赛。Pie Aeronefs SA营销和赞助董事总经理蒂莫西·克里格斯(Timothy Kriegers)说:“我们不只是为了好玩而比赛。“到2025年或2026年，我们希望拥有一种商用、全电动、四座通用航空飞机，我们可以以120节的速度飞行4小时。”

这并不意味着他们对赢得比赛不感兴趣。克里格斯说:“我们希望在E级航空竞赛中拥有最快的飞机。

设计飞机

那么我们将在以后的博客文章中更详细地讨论团队面临的挑战是什么呢?

为了最大限度地发挥性能和航程，空气动力学至关重要。工程师们专注于降低飞机的阻力，以提高速度，并为他们的长期计划——商用电动飞机的市场提供动力。他们开发了UR-1型飞机，具有特殊的空气动力学性能。

这里的主要特点是飞行员身后的机身完全锥形，后部的v型尾翼只使用两个表面而不是传统的三个t型尾翼以减少阻力，以及单翼梁而不是两个分开的机翼。

使飞机尽可能轻，同时实现所需的结构完整性也是至关重要的。在图片中看不到用于机身、机翼、尾翼和螺旋桨轻量化的复合材料。

当然，这是一架电动飞机。电池安装在机翼上，由航空航天级防火材料包围，以达到最高的安全水平。

订阅Ansys博客万博为了保持与团队进展的联系，我们将在未来几个月更详细地讨论每个应用领域。但如果你想抢先了解该团队迄今为止的进展，可以观看这段迷人的延时视频，视频中是用玻璃纤维复合材料而不是他们将在实际飞机中使用的碳纤维复合材料建造机身原型的。

克里格斯说:“我们的第一个想法是用玻璃纤维快速而廉价地建造一个机身模型，看看它是如何工作的，然后再对它进行调整。”“然后我们把前端剪开，把引擎放进去，看看它是否合适。我们也可以在模型里放一个飞行员看看他是否能自由移动到达飞行控制和引擎控制。这些部件与机身的整合非常重要。”

敬请期待未来的更新当我们深入研究模拟如何帮助团队按时到达起跑线时。

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