【据航空周刊网站2022年8月10日报道】在2022年7月的范堡罗国际航展上，关于净零航空和清洁能源的讨论占据了中心舞台。政府设定的宏伟目标能否成功，将取决于所有利益相关者，从制造商到航空业巨头。工程模拟、虚拟原型和数字孪生的整体和直观使用有助于实现净零航空运输革命。要实现影响航空旅行的重大变革，就必须加快生产更可持续的航空燃料和改造现有技术。这将需要整个供应链合作构思、开发、制造和认证新的商用飞机。促进这种合作需要建立在开放平台上的设计和模拟软件，这些软件可以无缝地交换数据。

如今，97%的航空航天和国防高管已经准备利用数字化改造其业务。启动这一转变的行业趋势是由社会、政治和技术变化驱动的，例如环境法规、不断上涨的燃料成本以及电池、传感器和连接的进步。这些转变都导致了自主飞行的发展，并通过电动、氢或混合动力提高了飞机的燃油效率。模拟对于管理和设计航空航天和国防工业的这些变革是必不可少的。

模拟是一种超能力

2021年，国际航空运输协会（IATA）批准了一项决议，宣布全球航空运输业将在2050年前实现碳中和。距离这一承诺的终点线只有28年了，实现零排放的竞赛与其说是短跑，不如说是一场马拉松。

比赛已经开始，所以组织需要灵活性。多物理模拟使企业能够探索和预测航空产品在现实世界中是否可行。以一种全面且成本高效的方式设计多种选择，可以证明新的航空技术在经济上是否可行。例如，飞机设计结构、系统、子系统和部件的组合包含大量的变量。问题是:这些新型远程商用飞机会是什么样子？当设计从一张白纸开始时，选择几乎是无限的。但是，当对现有设计进行增量更改时，工程师可以想象他们的理想飞机，更好地控制时间、成本和风险。

英国最先进的电池工程公司Electroflight专注于飞行的电气化，一直在使用模拟技术打破全电动飞机的世界速度纪录。电动飞机的设计需要结构动态、热模拟以及精心的材料选择，以实现重量和可持续性目标。Electroflight公司不仅打破了最快的全电动飞机的记录，还利用模拟来解决关键的材料挑战，根据具体要求选择材料，并在设计的早期阶段快速评估产品的可持续性，从而最大限度地减少了开发后期的昂贵修改。

监管的挑战

许多组织在迈向“零排放网络”的过程中面临的一个障碍是漫长且有问题的认证过程。为了实现重大转变，必须创建更具建设性的认证方法。监管限制减缓了向更好、更可持续的燃料发展的步伐。打破航空可持续发展的障碍需要讨论并立即改变认证操作。

该行业正在等待控制机构和监管者的政府的推动，以推进和加速这些变化。当前的认证标准和流程需要发展，以便行业领导者实现“净零”目标。工程模拟将在提供大量证据支持认证变更方面发挥关键作用。

兑现全球“净零”承诺

组织必须依靠能够虚拟预测不同场景的技术，而数值模拟(尤其是多领域模拟)对于实现这一点至关重要。

模拟提供了根据大量物理参数对关键飞机部件的机理进行建模和测试的可能性。相比之下，原型机和物理测试非常昂贵和耗时。因此，模拟是决策过程中的关键工具，有助于在产品设计生命周期中尽快确定最佳解决方案，从而大大加快脱碳飞机的市场投放。