ANSYS aide les ingénieurs à surmonter les obstacles dans le développement des avions autonomes

ANSYS a développé un logiciel de simulation d’aéronefs afin d’accélérer le processus de création d’aéronefs autonomes, la tendance émergente dans l’industrie aéronautique,

Cockpit de l'avion
Développement plus rapide avec ANSYS

Nous entendons souvent parler de véhicules autonomes et de voitures à conduite automatique, mais vous seriez surpris de voir à quel point le secteur de l’aviation est proche de réaliser cette transition. Le fait est que l’aviation a un besoin émergent de solution car le tourisme est en plein essor, plus de personnes que jamais voyagent dans le monde, mais il y a une pénurie de pilotes.

En 2017, il y avait 609 mille pilotes certifiés, ce qui semble beaucoup, mais le nombre a chuté drastiquement par rapport aux 827 mille en 1980. Et le nombre de pilotes qualifiés diminue progressivement.

Une façon de résoudre le problème est d’accélérer le développement d’un avion autonome. Si l’idée peut sembler intimidante, elle n’est pas si éloignée de la réalité.

Déjà, la plupart des vols sont contrôlés depuis des centres d’atterrissage, et les pilotes gèrent le décollage, l’atterrissage et les situations dangereuses uniquement en donnant des instructions aux systèmes. Pendant la majeure partie d’un vol, un avion est en mode de vol automatique.

Toutefois, l’objectif n’est pas un avion autoguidé, mais un avion entièrement autonome.

Qu’est-ce qu’un avion autonome ?

Comme nous l’avons mentionné précédemment, la plupart des vols fonctionnent en pilotage automatique. Ces systèmes autoguidés exécutent les données qu’ils reçoivent de la terre et des pilotes. Ils permettent à l’avion de suivre des instructions spécifiques et même d’effectuer des virages, des montées et des descentes.

Ces systèmes facilitent non seulement la navigation des pilotes, mais renforcent également les mesures de sécurité, car il y a moins de risques d’erreur humaine ou de tentatives de compromettre le vol.

Alors que les avions autonomes auront toujours besoin de pilotes pour effectuer des actions et des opérations délicates, les avions autonomes seront équipés de capteurs pour effectuer ces tâches à la place des humains. Alors que les voies aériennes sont de plus en plus fréquentées, les avions équipés de capteurs pourraient constituer une solution révolutionnaire pour la mobilité aérienne urbaine.

Les avions autonomes doivent également fonctionner dans des conditions risquées. Pour ce faire, ils ont besoin de trois fonctions principales : Des capteurs, des logiciels embarqués et des systèmes d’apprentissage basés sur l’IA pour détecter de nombreux scénarios possibles. Un niveau de précision exceptionnel doit être atteint, car ces systèmes doivent apprendre à détecter des dangers courants tels que les oiseaux, les tempêtes, les turbulences, etc.

Aussi futuriste que cela puisse paraître, deux grands constructeurs d’avions, Boeing et Airbus, ont déjà commencé les essais. En 2019, Boeing a réalisé le premier vol autonome, l’avion a décollé verticalement, s’est mis en vol stationnaire puis a atterri avec succès.

Cela semble simple, mais il a fallu des années de recherche pour atteindre cette étape. La même année, Airbus a essayé son avion sans pilote Vahana et a obtenu des résultats similaires.

Bien qu’il n’y ait eu que quelques essais, l’avenir des avions autonomes semble prometteur.

L’avenir des avions autonomes

Ne vous inquiétez pas : un avion autoguidé ne signifie pas que votre vol sera sans surveillance. Il y aura au moins un pilote supervisé présent. Cependant, la mobilité aérienne urbaine se caractérise par de courtes distances, une exécution rapide et une construction légère, de sorte que ces avions ne peuvent pas transporter beaucoup de personnes. La plupart des vols sont conçus pour 10 à 14 personnes ; un deuxième pilote ne ferait donc que prendre de la place.

D’autres différences par rapport aux modèles d’avions actuels le seraient également :

  • Un moteur électrique pour réduire les émissions dans les villes
  • Cadres/charges légers pour répondre aux exigences de manœuvrabilité et d’efficacité.
  • Des mécanismes silencieux pour réduire au maximum le bruit de la ville
  • Des expériences confortables pour entrer sur le marché de la mobilité urbaine

Comme vous pouvez le constater, l’avenir de l’industrie aéronautique est non seulement autonome, mais aussi plus sûr et plus respectueux de l’environnement.

Les ingénieurs doivent surmonter de nombreux obstacles

Le développement d’un tel mécanisme est un défi. Les systèmes et capteurs intégrés ne suffisent pas à garantir la sécurité et l’absence d’erreurs pour les avions autoguidés. Ces systèmes doivent être préparés et conçus pour s’adapter aux différentes conditions météorologiques et techniques.

Les ingénieurs ont besoin de se surpasser, c’est pourquoi les logiciels de formation avancée sont plus qu’indispensables. ANSYS, en tant que principal fournisseur de solutions logicielles d’ingénierie, a mis au point une plateforme qui aide les ingénieurs à améliorer leurs compétences et à créer une simulation pour les avions à décollage et atterrissage verticaux (VTOL).

Ce nouveau logiciel est la solution la plus compétitive du secteur pour les avions VTOL. Il couvre les parties essentielles, de la conceptualisation de la conception à la modélisation, en passant par la mise en œuvre de diverses fonctions physiques et tout ce qui se trouve entre les deux.

Le logiciel intègre également la physique haute-fidélité avec la conception et le test de capteurs, l’analyse de la sécurité fonctionnelle et la génération automatique de logiciels embarqués.

Quelques-unes des caractéristiques de la simulation d’avion VTOL d’ANSYS :

  • Construction et test de capteurs (caméra, lidar, radar)
  • Perception de la validation des logiciels
  • Analyse de la sécurité fonctionnelle
  • Génération automatique de logiciels embarqués certifiés en matière de sécurité
  • Simulation des performances dans des scénarios réels

Le programme permet non seulement d’accélérer le processus de conception et de prototypage, mais aussi de garantir la sécurité des systèmes de vol autonomes. Avec une préparation adéquate et un prototypage facile, il devient possible de se rapprocher de la mobilité aérienne urbaine autonome. Pour en savoir plus, visitez ANSYS.