Siemens NX软件设计的救生无人机

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如果你住在这个星球上的一个偏远的地方,你很可能无法获得基本的医疗产品,如血液和疫苗。一家总部位于硅谷的公司借助NX CAD软件设计可靠的无人机,然后制造和操作它们,以便比以往更快,更可靠地将救生产品运送到农村地区。

在访问坦桑尼亚期间,将装满医疗用品的无人机飞行到以前无法进入的国家的概念诞生了。Ifakara健康研究所的一名研究人员向后来共同创立Zipline International Inc.的Keenan Wryobek展示了他收集的数千例病例,其中坦桑尼亚乡村的医生没有治疗患者所需的东西。

Wryobek了解到,坦桑尼亚的医生无法获得医疗用品,而缺乏足够的血液供应导致患者死亡。他发现,即使是像局部抗生素这样看似简单的东西来治疗割伤,也不容易获得。

Wyrobek特别震惊于一个坦桑尼亚青少年的故事,他的手臂上有一个小伤口,几天后就被感染了,因为他无法及时获得必要的抗生素。感染不是立即接受治疗,然后在伤口愈合时忘记它,而是变得如此严重,以至于年轻人手臂的一部分不得不截肢。

“医生可以相对容易地挽救分娩后出血的母亲的生命,”Zipline产品和工程主管Wryobek说。”但如果你没有那个单位的血液,那就是致命的。

 
Zipline工程师使用Simcenter来优化飞机的结构和热特性

优化设计

数字化是Zipline无人机设计过程的关键组成部分。在早期,该公司使用具有成本效益的计算机辅助设计(CAD)软件包,但很快就意识到其在实际应用中的局限性。工程师需要一个具有附加功能的解决方案,这些功能可以自动执行某些任务并允许他们与CAD数据库进行交互。工程师们还希望将附加模块作为新解决方案的一部分。

 
Zipline的无人机每周七天飞往卢旺达最偏远的地区

快速可靠的设计流程

“我真的努力推动公司迁移到NX,”Zipline的机械工程师Scott Parker回忆道。”对于这样的飞机,你想做的是检查你的零件是否适合飞机的其余部分。在之前的CAD软件包中,这将是一个多小时的考验。使用NX,您只需将其加载即可。一切都很快,你不会犯错误。

随着三名工程师组成的团队成为一个九人团队,”我们需要让多个人同时在车辆上工作,”Zipline的机械工程师Paul Perry说。

“这架飞机汇集了许多学科:电气工程,机械工程,制造工程,当然还有航空工程,”Wryobek补充道。NX 是一个强大的工具,将所有这些学科结合在一起。

CAD软件还允许Zipline确定需要高级航空航天材料的关键区域的位置,而不是可以使用塑料或泡沫以更低的成本和质量实现相同的结构完整性和机械功能的其他区域的位置。

减轻重量至关重要

由于Zipline的无人机必须携带大量医疗用品,因此重量测试至关重要。每节省一公斤,飞机的航程就会增加百分之五。使用NX Journal使Zipline能够创建自定义的,自下而上的物料清单,该物料清单可提供详细的质量堆积,从而帮助公司优化飞机。快速执行厚度或应力分析以减轻重量的能力使Zipline能够节省过多的迭代和测试时间,并达到其重量目标。

“我们在这个平面上所做的大部分优化都集中在两件事上:结构和热,”Perry说。显然,质量是我们通常优化的较重要的单个变量,因此进行结构优化使我们能够减少质量,同时仍保持我们的刚度和强度目标。

在硅谷设计,即使在高海拔,潮湿的条件下,在大风或大雨中也能飞行
 

虚拟试飞

在制造无人机之前,会运行几个模拟。例如,在虚拟世界的这些试飞过程中,Zipline可以模拟飞行过程中电池的热特性或无人机在卢旺达气候下的热性能,这与湾区的条件有很大不同。

 
Zipline无人机的设计易于维护,因此操作员可以保持其连续飞行
 

可制造性和可维护性

Zipline的无人机是从头开始设计的,以实现可制造性。”我们让它更容易组装,”Zipline的制造工程师Sam Chaknova说。”我们还需要它们具有超强的可维护性。这将使我们能够在现场维护它,并保持这些车辆运行并挽救生命。

他的同事,Zipline的机器人专家Jeremy Schwartz补充说:”在加利福尼亚州,我们正在进行一项测试,以便当飞机在卢旺达起飞时,它将血液输送给需要血液的人。它正在拯救某人的生命,光是想想就是一件不可思议的事情。

 
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