Feinschliff am digitalen Zwilling - Per Simulation zu Flugzeugen mit mehr Sicherheit und weniger Verbrauch: ACAM ...
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AUGUST 2021
Diamond Aircraft Industries
Per Simulation zu Flugzeugen mit mehr Sicherheit und weniger Verbrauch:
Feinschliff am digitalen Zwilling
Zu den weltweit führenden Herstellern
kleinerer Flugzeuge für die allgemeine
Luftfahrt gehört die Diamond Aircraft
Industries GmbH. Sie verdankt ihre her-
vorragende Marktstellung der Kombina-
tion von höchster Sicherheit und gerings-
tem Treibstoffverbrauch. Das Optimieren
aller dafür entscheidenden Kenngrößen,
vor allem der Festigkeit der Composite-
Strukturteile, erfolgt per Computersimula-
tion. Für den Feinschliff der Diamanten der
Lüfte verwendet das österreichische Unter-
nehmen Software aus dem Simcenter-
Portfolio von Siemens Digital Industries
Als einer der weltweit größten Hersteller entwickelt und produziert Diamond
Software. Zudem nutzt es die Kompeten-
Aircraft ein- oder zweimotorige Flugzeuge mit zwei bis sieben Sitzen für die
zen von Siemens Solution Partner ACAM allgemeine Luftfahrt. Jüngster Spross der Produktfamilie ist das einmotorige,
als Outsourcing-Partner für die Entwurfs- doppelsitzige Turboprop-Schulflugzeug DART.
überprüfung mittels Computersimulation. Alle Bilder, wenn nicht anders angegeben: Diamond Aircraft
Wenn vom Fliegen gesprochen wird, denken die meis- Das jüngste Mitglied in der Flugzeugfamilie von
ten Menschen vor allem an die großen Verkehrsflugzeu- Diamond Aircraft ist die Diamond DART, ein einmoto-
ge, die im Linien- und Charterverkehr Geschäftsreisende riges, doppelsitziges Turboprop-Schulflugzeug, dessen
zu ihren Terminen und Touristen zu ihren Urlaubszielen Anwendungsspektrum sich von Kunstflugschulung bis
bringen. Wesentlich mehr Luftbewegungen als dieser in den Bereich der Spezialanwendungen erstreckt.
öffentliche Flugverkehr finden jedoch in der sog. all-
gemeinen Luftfahrt oder General Aviation als Gelegen- Hohe Sicherheit, geringer Verbrauch
heits- oder Individualverkehr der Lüfte statt.
Die beinahe ausschließliche Verwendung von faser-
Ein- oder zweimotorige Flugzeuge mit zwei bis sieben verstärktem Kunststoff für die Strukturbauteile ermög-
Sitzen entwickelt die Diamond Aircraft Industries GmbH licht den Aufbau der Piloten- und Passagierkabinen als
an ihrem Sitz in Wiener Neustadt (NÖ) und produziert Monocoque. Gemeinsam mit der hohen Festigkeit der
diese dort und an weiteren Standorten in Kanada und Composites im Vergleich zu klassischen Flugzeugbau-
China mit großer Fertigungstiefe. materialien verleiht das den Flugzeugen ein Höchstmaß
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Neustadt Flugtrainingsgeräte (Simu-
latoren).
Simulation in der
Produktentwicklung
Auch in der Produktentwicklung
setzt Diamond Aircraft massiv auf
Simulation. „Nur durch die Überprü-
fung der strukturellen Eigenschaf-
ten am Computermodell lassen sich
diese optimieren, ohne mit hohem
Kosten- und Zeitaufwand zahlreiche
Für die Festigkeitsprüfung der aus Faserverbundwerkstoffen hergestellten Struktur-
bauteile nutzt Diamond Aircraft Simcenter Femap with NX Nastran. Siemens Solution Prototypen zu bauen und zu zerstö-
Partner ACAM unterstützt die Experten in Wiener Neustadt auch durch aktive Mitar- ren“, sagt DI Dr. Thomas Krassnitzer,
beit bei Modellierung und Berechnung. Structural Engineering Manager bei
Diamond Aircraft. „Wir wenden die
an passiver Sicherheit. Zugleich der Fachzeitschrift Aerokurier 2021 Simulation daher flächendeckend
verbessert ihre hohe Oberflächen- und den iF Design Award. in allen Bereichen der Produktent-
güte die Aerodynamik. Gemeinsam wicklung an.“
mit dem geringeren Gewicht redu- Umfassendes Angebot
ziert das den Treibstoffverbrauch Für die Festigkeitsprüfung der Struk-
und den Schadstoffausstoß auf das Flugzeuge von Diamond Aircraft turbauteile nutzt Diamond Aircraft
Niveau aktueller SUVs. finden nicht nur als Privat-, Ge- seit einigen Jahren Simcenter
schäftsreise- oder Taximaschinen Femap with NX Nastran. Die Paket-
Vorteilhafte Auswirkungen auf Verwendung, sondern auch zur lösung kombiniert die erweiterten
die Betriebskosten hat der Einsatz Luftbeobachtung und Vermessung. Funktionen des Windows-basierten
moderner Dieselmotoren, die das Dazu stattet die Special Mission Pre- und Postprozessors Femap mit
Tochterunternehmen Austro Engine Aircraft Division die Flugzeuge mit dem leistungsstarken NX Nastran-
GmbH ebenfalls in Wiener Neustadt Kameras oder Laserscannern aus. Solver, der in der Aerospace-Bran-
entwickelt und produziert. che de facto als Standard gilt. Sie
Ein weiteres bedeutendes Einsatz- bietet Ingenieuren eine umfassen-
Dank dieser Wettbewerbsvorteile gebiet der Fluggeräte aus Wiener dere und aussagekräftigere Analy-
entwickelte sich das 1981 gegrün- Neustadt sind Flugschulen in aller sefunktionalität, mit der sie komple-
dete Unternehmen zu einem der Welt. Um diesen ein umfassendes xe Simulationsprobleme schnell und
drei weltweit größten Anbieter in Angebot für das Training künftiger effizient berechnen können. Unter
diesem Segment und gewinnt regel- Airline-Piloten machen zu können,
mäßig internationale Auszeichnun- entwickelt und produziert die Simu-
gen. So erhielt etwa die fünfsitzige lation Division unter Verwendung
DA50 RG 2021 den Innovationspreis der originalen Cockpits aus Wiener
„Den Ausschlag für die Wahl von Simcenter Femap with NX Nastran für die Festigkeitsprüfung der Struk-
turbauteile gab neben den geringeren Kosten die transparentere Abbildung der mathematischen Zu-
sammenhänge. Darüber hinaus punktete der Hersteller mit dem hervorragenden Support durch Siemens
Solution Partner ACAM Systemautomation GmbH.“
Thomas Krassnitzer, Structural Engineering Manager, Diamond Aircraft Industries
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Durch die Überprüfung am Computermodell lassen sich die In Belastungstests am Prüfstand erfolgt die Verifizierung der
strukturellen Eigenschaften der Flugzeuge optimieren und der Simulationsergebnisse für die Zulassung bei der Agentur der
Kosten- und Zeitaufwand für Bau und Zerstörung von Proto- Europäischen Union für Flugsicherheit (European Union Avia-
typen reduzieren. tion Safety Agency; EASA).
anderem beschleunigt Simcenter nur den klassischen Support bei „Die Zusammenarbeit mit ACAM
Femap with NX Nastran den Prozess Implementierung und Wartung der Engineering geht weit über das
der Analysemodellierung für ge- komplexen Softwareprodukte. klassische Kunden-/Lieferanten-
schichtete Faserverbundwerkstoffe. verhältnis hinaus“, erklärt Thomas
Die 2015 gegründete ACAM Engi- Bornschlegel, Head of Flight Science
In einer vorangehenden Test- und neering GmbH in Oberwaltersdorf bei Diamond Aircraft. „Die Berech-
Evaluierungsphase haben die Spe- (NÖ) agiert als Outsourcing-Partner nungsexperten teilen unsere Prob-
zialisten von Diamond Aircraft vier der Industrie für die systembasierte lemlösungsphilosophie und arbei-
führende FEM-Softwareprodukte mechanische Konstruktion und Ent- ten im Team mit unseren eigenen
verglichen. „Den Ausschlag für un- wurfsüberprüfung mittels Compu- Leuten.“
sere Wahl gab neben den gerin- tersimulation. Ihre erfahrenen Be-
geren Kosten die transparentere rechnungsingenieure verfügen über FEM-Analyse
Abbildung der mathematischen Zu- profunde Kenntnisse der Software, auch in der Motorenentwicklung
sammenhänge“, berichtet Thomas der Simulationsaufgaben und der
Krassnitzer. „Darüber hinaus punk- dahinter liegenden Mathematik. So Die Zusammenarbeit zwischen
tete der Hersteller mit dem hervor- können sie Anwenderunterstützung Diamond Aircraft und ACAM Engi-
ragenden Support durch Siemens auf jedem Niveau leisten und Simu- neering beschränkt sich nicht auf die
Solution Partner ACAM System- lationsaufgaben bei Bedarf auch als Muttergesellschaft. Auch für deren
automation GmbH.“ Dienstleistung übernehmen. Tochterunternehmen Austro Engine
führt ACAM Engineering Modellie-
Aktive Mitarbeit Der Bedarf an Berechnungen rung und Festigkeitsberechnungen
schwankt je nach Projektfortschritt. durch, oft auch in Kombination mit
Die Unterstützung durch ACAM Da sich die eigenen Ressourcen dem Mehrkörpersimulationen.
geht weit über das hinaus, was nicht ohne Weiteres anpassen las-
die Vertriebspartner anderer Soft- sen, macht Diamond Aircraft gerne
warehersteller leisten können. Die Gebrauch von diesem Dienstleis-
Unternehmensgruppe bietet nicht tungsangebot.
„Mit ACAM Engineering fanden wir kompetente Projektpartner für unsere Simulationsprojekte. Ihre
erfahrenen Berechnungsingenieure sind mit unseren Aufgabenstellungen und den zielführenden
Lösungswegen bestens vertraut, benötigen keine Einarbeitungszeit und sprechen in mehr als einer
Hinsicht unsere Sprache.“
Robert Kremnitzer, Head of Design Organization, Diamond Aircraft Industries
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Einen wesentlichen Beitrag zur Treibstoffeffizienz vieler Flug- Für den Motorenbau bei Austro Engine führt ACAM Enginee-
zeuge von Diamond Aircraft leistet dessen Tochterunter- ring mit der Siemens-Software Simcenter 3D Modellierung und
nehmen Austro Engine als führender Hersteller von Diesel- Festigkeitsberechnungen durch, oft auch in Kombination mit
Flugmotoren für die allgemeine Luftfahrt. Mehrkörpersimulationen.
„Dazu nutzen wir die hoch perfor- ging es darum, die Treibstoffver- Schüssler Simcenter Amesim vor,
mante Software Simcenter 3D von sorgung in extremen Fluglagen zu eine skalierbare Systemsimulations-
Siemens Digital Industries Soft- gewährleisten, indem eine Unter- plattform für Multiphysik-Aufgaben-
ware“, erklärt Ing. Florian Schüssler, teilung der Tanks in Waben ein Zu- stellungen. Nach einer kurzen Eva-
MSc, Mitgründer und Geschäftsfüh- sammenlaufen des Treibstoffs außer luierungsphase gaben die Experten
rer der ACAM Engineering GmbH. Reichweite der Pumpe verhindert. von Diamond Aircraft grünes Licht.
„Sie ermöglicht Aufbau und Unter-
suchung kompletter digitaler Zwil- „Je kleiner die Löcher zwischen die- „Mit Simcenter Amesim gelang
linge mit vollständiger Datendurch- sen kommunizierenden Gefäßen den Berechnungsingenieuren
gängigkeit und wird ebenfalls von sind, desto höher ist die Zuverläs- von ACAM Engineering in kürzes-
ACAM Systemautomation GmbH sigkeit der Treibstoffversorgung, an- ter Zeit der Aufbau eines gültigen
zur Verfügung gestellt.“ dererseits verlangsamt sich dadurch Simulationsmodells“, erinnert sich
der Betankungsvorgang“, erläutert Thomas Bornschlegel an das Pilot-
Mehrdimensionale Optimierung Thomas Bornschlegel. „Hier gilt es, projekt. „Das führte direkt zu einer
durch iterative Simulation den opti- sehr praktikablen Lösung des Ziel-
Ein mehrdimensionales Problem malen Mittelweg zu finden.“ konfliktes zwischen zuverlässiger
stellte die optimierte Gestaltung Treibstoffversorgung und schneller
der Treibstofftanks in den Tragflä- Als ideales Werkzeug für derartige Betankung.“
chen der Diamond DART dar. Dabei Aufgabenstellungen schlug Florian
„Es freut uns, mit den Softwareprodukten aus dem Simcenter-Portfolio von Siemens
Digital Industries Software zur sprichwörtlichen Sicherheit und Wirtschaftlichkeit der
Flugzeuge von Diamond Aircraft beizutragen.“
Ing. Michael Komposch, Vertriebsleiter, ACAM Systemautomation GmbH
„Die von der ACAM Systemautomation GmbH zur Verfügung gestellten Softwareproduk-
te ermöglichen Aufbau und Untersuchung vollständiger digitaler Zwillinge mit vollstän-
diger Datendurchgängigkeit.“
Ing. Florian Schüssler, MSc, Geschäftsführer, ACAM Engineering GmbH
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sere Simulationsprojekte“, bestätigt
Robert Kremnitzer, Head of Design
Organization bei Diamond Aircraft.
„Ihre erfahrenen Berechnungsinge-
nieure sind mit unseren Aufgaben-
stellungen und den zielführenden
Lösungswegen bestens vertraut,
benötigen keine Einarbeitungszeit
und sprechen in jeder Hinsicht un-
sere Sprache.“
Dadurch können sie schnell und
unkompliziert anpacken, wenn es
Mit der Software Simcenter Amesim gelang ACAM Engineering die optimierte Ge-
staltung der Treibstofftanks in den Tragflächen der Diamond DART, um die Treibstoff- darum geht, bei der Entwicklung
versorgung in extremen Fluglagen zu gewährleisten, ohne den Betankungsvorgang künftiger Flugzeugtypen Sicher-
übermäßig zu verlängern. heitsrisiken auszuschließen und
die Wirtschaftlichkeit zu optimie-
Partnerschaftlich entscheidenden Kenngrößen lässt ren. So unterstützen sie Diamond
zu besseren Flugzeugen die Bedeutung der Computersimu- Aircraft dabei, den Marktvorsprung
lation weiter steigen. Zugleich sind weiter auszubauen.
Diamond Aircraft verdankt seine qualifizierte Berechnungsingenieure
hervorragende Marktstellung der schwer zu finden.
Kombination von höchster Sicher-
heit und geringstem Treibstoffver- „Mit ACAM Engineering fanden wir
brauch. Das Optimieren aller dafür kompetente Projektpartner für un-
„Mit Simcenter Amesim gelang den Berechnungsingenieuren von ACAM Engineering in kürzester
Zeit eine sehr praktikable Lösung des Zielkonfliktes zwischen zuverlässiger Treibstoffversorgung und
schneller Betankung.“
Thomas Bornschlegel, Head of Flight Science, Diamond Aircraft Industries
ACAM
Bereits seit mehr als 25 Jahren unterstützt die ACAM Systemautomation als innovatives Unternehmen seine Kunden vorwie-
gend in den Bereichen Produktentwicklung sowie Fertigung und bietet integrierte Gesamtlösungen, welche alle Phasen des
Produktlebenszyklus abdecken.
Mit unseren Lösungen der „ACAM Engineering“ können Kunden über die einfache Verifizierung hinausgehen und die Produkt-
eigenschaften vorhersagen, indem Sie die Simulation, physikalische Messungen und Analysen von Daten kombinieren, um
unerwartete Entwicklungen zu erkennen.
Zentrale Niederlassung Niederlassung
Solution
Partner
ACAM Niklasdorf ACAM Linz ACAM Engineering
Leobner Straße 94 Franzosenhausweg 53 IZ NÖ-Süd, Straße 2, Objekt M7 Digital Industries
Software
A-8712 Niklasdorf A-4030 Linz A-2355 Wr. Neudorf
T: +43 3842 / 82690 T: +43 732 / 370184 T: +43 2236 / 660013
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