JetStream wybiera rozwiązanie SOLIDWORKS – Customer Story

Rozwiązanie SOLIDWORKS w kole naukowym JetStream

Grupa JetStream działa w ramach Akademickiego Klubu Lotniczego na Politechnice Wrocławskiej. Jej zadaniem jest budowa samolotów na studenckie zawody SAE Aero Design, które organizowane są w USA przez organizację SAE International. Studenci wybrali rozwiązanie SOLIDWORKS aby zaprojektować modele bezzałogowych samolotów w 3D.

Każdego roku odbywają się dwie edycje – East oraz West. Są to zawody typowo inżynierskie, których celem jest stworzenie skutecznych rozwiązań w projektowanych konstrukcjach. Międzynarodowy charakter konkursu powoduje, iż wszystkie rozwiązania muszą być bardzo dobrze przemyślane. Całość sprowadza się do wzorowego projektu oraz wykonania samolotu transportowego, który sprosta wszystkim celom misji.

Czas realizacji projektu

Zespół JetStream bierze udział w zawodach SAE Aero Design regularnie od 2009 roku. DPS Software Polska wspiera pracę zespołu od lutego 2015. Obecnie zespół pracuje nad przygotowaniami do zawodów w 2016 roku, w których zamierza wystartować w klasach Advanced i Micro.

Jakie były główne cele projektu?

Celem projektu jest własnoręczne zaprojektowanie i wykonanie bezzałogowego samolotu zdolnego do wykonania wszystkich postawionych zadań podczas prestiżowych zawodów SAE Aero Design.

Przeczytaj również

Budowa bolidu klasy Formula Student – zespół projektowy PRz Racing Team

Przebieg projektu

Zadaniem zespołu jest budowa zdalnie sterowanego modelu samolotu udźwigowego. Podczas zawodów samoloty rywalizują w klasach:

Micro – głównym celem misji samolotu jest podniesienie jak najcięższego ładunku, przy jak najmniejszej masie własnej samolotu. Samoloty tej klasy startują wyrzucone z ręki i są napędzane silnikami elektrycznymi. Sam samolot musi być złożony na czas transportu, a części powinny zmieścić się w jak najmniejszym pojemniku. Im mniejszy pojemnik, tym więcej punktów można otrzymać podczas zawodów. Bezzałogowiec zbudowany na potrzeby edycji SAE Aero Design East 2015, przy masie własnej 200 gramów, podnosił czterokrotność swej wagi w postaci ładunku statycznego.

Regular – głównym celem misji jest podniesienie jak najcięższego ładunku. Masa własna samolotu nie jest istotna, jednak głównym ograniczeniem są dozwolone materiały, z których zbudowany jest samolot. Przy jego konstrukcji nie mogą zostać użyte kompozyty pochodzenia sztucznego, przez co są one tworzone głownie z materiałów drewnianych. Dodatkowymi ograniczeniami jest długość rozbiegu na pasie startowym, maksymalna suma wymiarów oraz moc napędzających samolot silników elektrycznych. Przy uwzględnieniu wszystkich obostrzeń, zaprojektowany samolot podnosił ładunek stalowy o masie 8 kilogramów.

Advanced – jest to najbardziej prestiżowa klasa na zawodach. Głównym celem misji, oprócz przewiezienia ładunku statycznego, jest zrzucenie ładunku w postaci worka z piaskiem o wadze 1,4 kilograma w cel, z wysokości minimum 31 metrów. W tej klasie samolot obsługiwany jest przez dwóch pilotów. Obowiązkiem drugiego pilota jest nakierowywanie pierwszego na cel oraz uruchomienie mechanizmu zrzutu ładunku. Samoloty tej klasy muszą być napędzane przez silniki spalinowe.

Modele oceniane są m.in. przez przedstawicieli NASA i firmy Lockheed Martin. Wygrywa drużyna, której model zdoła wynieść jak największy ciężar w powietrze, przy zachowaniu jak najmniejszej masy własnej. Podczas rywalizacji liczy się także prezentacja modelu (m.in. ocena materiałów użytych do konstrukcji) i precyzja wykonania.

Zespół JetStream projektuje konstrukcję samolotu przy użyciu profesjonalnego oprogramowania, a następnie samodzielnie wykonuje wszystkie części i przeprowadza testy. Przygotowania do zawodów trwają zwykle wiele miesięcy, podczas których członkowie grupy muszą nieustannie komunikować się ze sobą i niejednokrotnie zmieniać wcześniej poczynione założenia. Aby model mógł spełniać swoją rolę, potrzeba wielu prób wytrzymałościowych. Jednocześnie, w czasie trwania prac, członkowie zespołu wykorzystują zdobytą na uczelni wiedzę z zakresu elektroniki, inżynierii i aerodynamiki.

Dlaczego wybraliście DPS Software Polska?

Zespół JetStream jako podstawowy atut wykorzystania programu SOLIDWORKS wskazuje na fakt, że jest on używany przez firmy profesjonalnie zajmujące się wytwarzaniem samolotów bezzałogowych. Członkowie grupy zgodnie twierdzą, że zależało im na pracy w jak najlepszym oprogramowaniu.

„Wdrożenie SOLIDWORKS było natychmiastowe, a wszystkie nasze projekty zostały wykonywane w oparciu o ten produkt. Obszary w jakich pomagał nam program to między innymi: projektowanie skorup samolotów, projektowanie zawieszenia, systemu zrzutu, rozmieszczenia elektroniki, modyfikacji silnika, czy obliczenia MES” – mówi Kacper Budnik, konstruktor i mechanik.

„Program ma szerokie możliwości, przy jednoczesnej prostocie obsługi, co jest szczególnie ważne przy wdrażaniu nowych osób” – dodaje Mateusz Pruba, inny członek zespołu.

Członkowie zespołu zgodnie twierdzą, że korzystanie z profesjonalnego oprogramowania, jakim jest SOLIDWORKS przyczynia się do osiągnięcia znacznych oszczędności, zarówno finansowych, jak i czasowych. Mateusz Pruba ponownie podkreśla, jak dużą wagę dla współpracy w zespole ma usystematyzowanie zadań w programie. Wdrożenie programu przyniosło przede wszystkim korzyści czasowe, wynikające z lepszej komunikacji pomiędzy członkami.

Techniczne wykorzystanie SOLIDWORKS?

Dzięki wykorzystaniu środowiska 3D CAD w programie SOLIDWORKS można było maksymalnie zoptymalizować konstrukcje samolotów. Obszary, w których wykorzystywane było rozwiązanie SOLIDWORKS:

a) Konstrukcja kadłuba oraz skrzydeł. W przypadku klasy Regular części wręg oraz profili skrzydła były wycinane laserowo. Oprogramowanie pozwoliło na wygenerowanie plików .dxf potrzebnych do G-Code’ów. W przypadku klasy Advanced i Micro, kadłuby oraz skrzydła były zrobione z kompozytów węglowych otrzymywanych metodą podciśnieniową. Do tego są potrzebne formy wykonane frezarkami CNC 5-cio osiowymi. Oprogramowanie, oprócz wyznaczenia samych kształtów, pozwoliło na wygenerowanie kształtu form.

b) Konstrukcja podwozia w samolotach klasy Regular i Advanced. Istotną sprawą było dokładne zaprojektowanie przedniego koła skrętnego, aby samolot nie wypadł z pasa startowego podczas rozpędzania i lądowania.

c) Rozkład poszczególnych części oraz systemów samolotu, przy zachowaniu środka ciężkości w założonym miejscu. Oprogramowanie było bardzo intensywnie wykorzystane przy budowie samolotu klasy Advanced, w którym poza ładownią ładunku statycznego występuje mechanizm zrzutu ładunku dynamicznego, zbiornik silnika spalinowego, kamera wraz ze stabilizatorem oraz moduły RC, DAS, FPV. Z racji dużej ilości elementów istotne było zaplanowanie ich rozmieszczenia. Stabilizator kamery musiał mieć odpowiednie pole manewru wewnątrz samolotu, należało również wykonać na niego owiewkę. Oprogramowanie zostało wykorzystane także przy konstrukcji mechanizmu systemu zrzutu oraz umożliwiło określenie wagi poszczególnych elementów.

Pobierz SOLIDWORKS Student

POBIERZ narzędzie do projektowania 3D dla studenta – SOLIDWORKS 3D CAD

Plany zespołu JetStream na przyszłość

Ponieważ konkurs SAE Aero Design organizowany jest corocznie, członkowie JetStream podjęli długofalową współpracę z DPS Software. „Jednym z głównych założeń konkursu jest rozwijanie swoich koncepcji z edycji na edycję. Wymusza to na zawodnikach kreatywność i daje możliwość ciągłego udoskonalania zarówno siebie, jak i projektów” – mówi Piotr Chmielewski.

Zespół nie kryje zadowolenia z wdrożenia oprogramowania SOLIDWORKS i planuje dalej eksplorować jego możliwości, jak również szkolić kolejnych członków JetStream z zakresu jego obsługi.