设计电动飞机:模拟如何驱动飞行的未来

引领全球推动环境可持续性在美国，航空电气化不再仅仅是一个遥远的梦想。航空公司需要在一个利润率极低的行业实现收支平衡，而燃油几乎占了航空公司运营成本的一半——这使其成为航空公司削减管理费用的最受欢迎的方法之一。有了这个目标，工程师们正在努力开发能够彻底改变我们所知道的航空旅行的开创性策略，随着仿真技术的进步，他们现在可以在虚拟环境中设计和测试电动飞机，然后再飞上天空。这加快了电动飞机的开发过程，并允许比以往更多的实验和迭代。

什么是电动飞机?

简而言之，电动飞机完全由可再生能源提供电力，而不是化石燃料。电动飞机被认为是几百英里短途飞行的理想选择，而且它们的设计消除了大部分与燃料有关的重量。尽管与传统飞机设计相比，电动飞机的性能相对较弱，但它仍然可以提供令人印象深刻的航程，使其能够在城市景观或偏远荒野地区进行环保飞行。虽然我们离全电动飞机技术的广泛采用还有很长的路要走，但想想这些空中奇迹可能会彻底改变我们对绿色能源倡议的理解，这是令人兴奋的。

电动飞机行业趋势

电池和电动飞机马达技术和高效的空气动力学设计将决定电动航空的未来。各公司正在探索前所未有的电池概念，比如跨多个滑块的分布式推进，或者直接嵌入机翼的电动飞机发动机轮毂，以获得更大的推力潜力。

事实上，全球顶级行业参与者都在推动它的发展。例如，希思罗机场宣布了航班激励措施¹为了鼓励混合动力和全电动飞机的广泛使用，而柯林斯航空公司宣布将建立一个大功率设施，专门开发新的高效发动机²．BAE系统公司和莱特电气公司宣布了合作意向^3.在开创性的控制系统，将使该行业的增长。和空中竞赛E是由空中客车公司支持的一系列国际比赛这是推进最先进的航空技术和设计理念的试验台，将推动更多可持续的航空．

然而，航空业的电气化也带来了独特的挑战。从远程飞行的电池技术到建立飞行中充电的基础设施，如果要大规模采用这项新技术，每个领域都需要特别关注。

仿真有助于克服电动飞机的设计挑战

当发生这种根本性的转变时，工程师们需要尽快建立一个数据体系，以证明安全性和性能。这就是模拟在电动飞机的设计和开发过程中发挥作用的地方。

通过计算机模拟，工程师可以模拟电动飞机生产的每个阶段从最初的概念到飞行测试。在物理测试之前，模拟有助于在设计过程的早期识别问题或问题。仿真工具还可以有效地帮助工程师优化设计和组件，以提高效率，包括改善空气动力学、减轻重量和提高性能。此外，仿真可以通过提高可靠性和减少由设计缺陷或错误引起的返工来帮助降低制造成本。

模拟还允许工程师进行虚拟实验与各种组件，如电机和电池，以确定其对不同配置的性能和成本的影响分析。这有助于他们在为电动飞机的机身结构选择部件时根据可靠的数据做出明智的决定。此外，通过仿真软件，工程师们可以在最终产品建成很久之前就看到它的样子，从而提前发现潜在的问题。

总的来说，模拟提供了一个强大的工具，使电动飞机的设计师能够在竞争中保持领先地位，同时以更低的成本设计出比传统方法更安全、更高效的车辆。由于能够快速测试想法，而无需物理原型或广泛的试错过程，模拟为今天参与电动飞机开发的任何人提供了强大的武器。

万博Ansys提供仿真软件和咨询经验，帮助工程师和设计团队专注于电动飞机研究和设计的几个关键领域。这包括电池管理旨在以更轻的重量提供更大的力量;创建小电机这是可靠和高效的;电力传动系统设计克服热和高电压的挑战;和测试，以帮助确保安全的系统范围内的集成。

要了解更多关于电动飞机的知识，请观看网络研讨会飞机故障安全混合电力推进系统设计．

参考文献

1.希思罗机场的目标是到2030年实现电动飞机的飞行

2.清洁航空开关项目推进混合动力和水增强型涡轮风扇技术

3.莱特电气公司搬迁厂房，专注于推进系统的开发