亚马逊更新送货无人机，CAE仿真能做什么？

近日，在拉斯维加斯举行的re:MARS大会上，亚马逊发布了其最新送货无人机，该公司表示，有望在“未来几个月”推出一项使用无人机的送货服务，无人机快递要来啦！

亚马逊在宣布新无人机时附带了一段试飞视频，展示了这款飞行器在半空中的变化。亚马逊声称，其Prime Air服务的目标是打造“完全电动的无人机”，其续航里程可达24公里，在不到30分钟的时间内向客户运送2.5公斤以下的包裹。这听起来其有效载荷似乎很小，但亚马逊说75%到90%的购买物品都在这个重量限制之下。

与传统送货方式（车辆+快递员）相比，无人机送货至少具有下述两大核心优势：一是降低成本。据纽约金融研究机构ARKInvest公司的一项研究显示，亚马逊公司的无人机送货服务，可以让快递小包裹的每件成本降到只有1美元左右。与之相比，亚马逊采用传统方式在纽约等城市实施的一小时内快递服务，每件快递的费用高达7.99美元。二是提高效率。传统的车辆+快递员的送货模式对路面交通有着强烈的依赖性，如果城市道路交通拥堵，或者乡村道路通行条件不好，甚至尚未通公路，将严重降低货物的递送效率。无人机送货则可以完全不受路面通行条件的影响，采用走直线的方式利用空中交通直接将货物送达目的地，既能缩短运送里程，又能提高运送速度，从而大大提升配送的效率。

但送货无人机仍有各种问题亟需解决，如在飞行期间遇见鸟类、风筝、电缆、行人等障碍物怎么办?遇见狂风、暴雨等极端天气怎么办? 飞行过程中的噪音大问题。。。。。。出于消费者角度，我期待无人机项目的实现，这不仅仅因为未来社会中它会带给我们很多便利，还因为炫酷的黑科技让人非常羡慕。但很显然，送货无人机相关技术目前还没有完全成熟，需要不断的试验和测试才能完善，CAE仿真技术能够模拟各种复杂环境有效加速产品研发过程，为该项目的真正商用提供重要支持。

以下是元王为某无人机企业提供的有限元分析案例。

分析背景

计算无人机在起飞时（垂直上升过程中）的过载状况，以验证机身及机翼等部件的结构强度是否满足设计要求。

FEA模型

分析工况

分析条件：无人机前后三电机处约束固定，给整机施加一个3g的加速度载荷，方向垂直向下（Y轴的负方向），如下所示：

分析结果

工况动画

应力云图（整机）：无人机在3g的加速度载荷下，最大等效应力为72.04Mpa，出现在前翼与机身连接套管处。

应力云图（组件）：

无人机在3g的加速度载荷下，前后翼组件的最大等效应力分别为72.04Mpa与56.05Mpa，远低于所用材料（T300/3500Mpa）屈服应力，无屈服失效风险。

无人机在3g的加速度载荷下，机身组件的最大等效应力为56.72Mpa，远低于所用材料（T300/3500Mpa）屈服应力，无屈服失效风险。

连接件最大等效应力为28.21Mpa，低于所用材料（AL6061/55.2Mpa）屈服应力，连接可靠。

结论

无人机在3g的加速度载荷下，前后机翼、机身及连接组件的最大等效应力均低于所用材料屈服应力，连接可靠，无屈服失效风险。

通过以上案例可知，CAE仿真技术在模拟产品复杂环境下性能分析的优势，以及对产品设计细节缺陷把控的巨大价值，此外，无人机碰撞分析、恶劣环境飞行分析、电磁干扰、降噪问题解决等都可以通过CAE仿真技术改善。无人机送货虽然目前来看是难以实施的，但我们相信，随着CAE仿真技术对送货无人机相关技术的不断完善，以及无人机送货法律法规的许可，这一应用也许在不久的将来能够完全实现。选择元王CAE仿真应用专家，为您的企业带来无限可能。