Карбоновий вейкборд Mako Slingshot на бензиновій тязі
10 Жовтня , 2017
Нові електромобільні батареї Toshiba заряджаються за 6 хвилин на 320 км
10 Жовтня , 2017

Суперкомп’ютер розрахував принципово новий вид конструкції легшого і міцнішого крила літака

Група дослідників з університету Дельфту (Delft University) і датського Технічного університету (Technical University of Denmark) реалізувала принципово новий підхід до справи конструювання крил літаків наступного покоління. А перше застосування цього підходу відразу ж “видало” конструкцію крила, яке на 2-5 відсотків легше, ніж крила, сконструйовані традиційним способом. Для розрахунків конструкції нового крила використовувалась обчислювальна потужність і інші ресурси одного із сучасних суперкомп’ютерів, такий же підхід може бути використаний при конструюванні різних механічних деталей та вузлів.
Одним з методів оптимізації конструкторських розробок, який намагались використовувати інженери і вчені, носить назву морфогенез. Спочатку береться якась узагальнена конструкція майбутньої деталі і в неї починають вноситись дрібніші деталі, зміни і вдосконалення. При цьому, конструкторам доводиться постійно шукати компроміси, врівноважуючи безліч різних чинників, таких, як функціональність, міцність, вага, виробничі витрати і т. п.
Свого часу для прискорення конструкторської роботи було розроблено ряд програмних алгоритмів, що реалізують метод морфогенезу. Але всі вони вимагають величезних обчислювальних потужностей і застосовуються, в основному, для розробки конструкцій простих і невеликих деталей. Однак, датські дослідники розробили новий програмний інструмент, призначений для роботи на суперкомп’ютері, і він вже дозволяє конструювати досить великі деталі і вузли.
Для надання тривимірних об’єктів використовуються так звані воксели (Voxels), які являють собою ділянки тривимірного простору мінімального розміру. Подібно до того, як кількість традиційних пікселів визначає роздільну здатність екрану, так і кількість вокселей визначає роздільну здатність тривимірної моделі об’єкта. Нове програмне забезпечення для тривимірного моделювання та конструювання працює з роздільною здатністю більше мільярда вокселів.

Для демонстрації ефективності роботи нового програмного забезпечення морфогенетичного конструювання данські дослідники провели розрахунок конструкції крила літака. Розрахунок, в якому було задіяно 8 тисяч процесорів суперкомп’ютера, тривав кілька днів, а в його результаті на світ з’явилась конструкція з настільки незвичайними елементами, створити які не прийшло б в голову найдосвідченішій і творчій людині-конструктору. Як вже згадувалось вище, вага нового крила на 2-5 відсотків нижча, ніж вага традиційних крил. В реальному світі це дозволило б скоротити вагу авіалайнера Boeing 777 на 200-500 кілограмів. Це, начебто і не дуже багато, але таке зниження ваги призведе до економії від 40 до 200 тонн палива щорічно кожним таким літаком.
На жаль, виготовлення крила з розрахованою суперкомп’ютером конструкцією, неможливе з урахуванням наявних методів механічної обробки, складання та виробництва (3D друк все ще занадто дорогий). Проте, все це є демонстрацією нового підходу до конструювання різних деталей і вузлів, а однією з умов оптимізації в методі морфогенезу може бути сумісність майбутньої конструкції з існуючими виробничими методами.

Першоджерело

Залишити відповідь

Увійти за допомогою: 
Inline
Inline