پلتفرم نرم افزاری جدید ناسا برای مدل سازی هواپیما

ناسا یک ابزار مدل‌سازی دیجیتال جدید برای مهندسین هوافضا ایجاد کرده است تا طرح‌های جدید هواپیما را بر اساس دهه‌ها تجربه با استفاده از کدهای کامپیوتری بسیار پیشرفته برای هوانوردی ایجاد کنند.

با استفاده از این ابزار، محققان می‌توانند شبیه‌سازی‌هایی از هواپیماهای مفهومی را ایجاد کنند که دارای فناوری‌هایی هستند که هرگز پرواز نکرده‌اند و داده‌های دقیقی از نحوه عملکرد آنها به دست آورند.

این ابزار با نام “Aviary” برای محفظه هایی که پرندگان در آن نگهداری و مطالعه می شوند، مدل های مجازی هواپیما را بر اساس اطلاعات ارائه شده توسط کاربر ایجاد می کند. در این قیاس، قفس محفظه است و پرندگان مدل های هواپیمای مجازی هستند.

محققان می توانند اطلاعاتی در مورد شکل، برد و سایر مشخصات هواپیما وارد کنند. Aviary سپس یک مدل دیجیتالی مربوط به آن هواپیما ایجاد می کند.

قفس یک جهش بزرگ در حال پیشرفت است. برخلاف ابزارهای قبلی مدل‌سازی پرواز، Aviary می‌تواند به کدها و نرم‌افزارهای دیگر پیوند بزند تا قابلیت‌های خود را گسترش داده و سفارشی کند.

جنیفر گراتز، که یکپارچه سازی و توسعه Aviary را رهبری می کند، گفت: “ما می خواستیم گسترش کد و اتصال آن به ابزارهای دیگر را آسان کنیم.” Aviary عمداً به گونه‌ای طراحی شده بود که بتواند رشته‌ها را محکم‌تر با هم ادغام کند.

Aviary رایگان و در دسترس همه است. این کد همچنان به رشد خود ادامه می دهد زیرا مشارکت های مردمی انجام می شود. کد به همراه مستندات اصلی آن در گیت هاب میزبانی می شود.

یک قفس میراثی بسازید

Aviary نسل دو ابزار مدل سازی قبلی است که توسط ناسا چندین دهه پیش ایجاد شده است: سیستم بهینه سازی پرواز و برنامه سنتز هوانوردی عمومی.

با این حال، این کدهای قدیمی تر از نظر انعطاف پذیری و جزئیات نسبتاً محدود بودند.

گراتز گفت: «کدهای قدیمی برای مدیریت این مفاهیم مدرن مانند هواپیماهای الکتریکی هیبریدی طراحی نشده بودند. آن‌ها سیستم‌های خاصی را جدا از آنچه واقعاً در وسایل نقلیه‌ای که ما اکنون تصور می‌کنیم، می‌دانستند.»

Aviary این شکاف را پر می کند و محققان را قادر می سازد تا به طور یکپارچه اطلاعات دقیقی را که منعکس کننده سیستم های یکپارچه تر و بهم پیوسته مورد نیاز برای طراحی هواپیماهای پیشرفته است، ادغام کنند.

این تیم ساخت Aviary را با گرفتن بهترین بخش‌های کدهای قدیمی و ترکیب آن‌ها، سپس اضافه کردن کدهای جدید برای توسعه‌پذیر و سازگار با ابزارهای دیگر، آغاز کرد.

گراتز گفت: «این یکی از مهم ترین ویژگی های آن است. Aviary به اندازه‌ای انعطاف‌پذیر است که می‌توانید آنچه را که می‌خواهید بیشتر در مورد آن بیاموزید انتخاب کنید و سپس آن را برای آموزش پیکربندی کنید.

قابلیت های گسترش یافته

یادگیری اطلاعات خاص و از پیش طراحی شده می تواند محققان را در مورد مسیری که طراحی هواپیما قبل از انجام آزمایش های پروازی گران قیمت باید طی کند، آگاه کند.

کاربران Aviary به جای استفاده از تخمین های داخلی برای پارامترهای خاصی مانند سطح توان باتری، مانند ابزارهای قبلی، می توانند به راحتی از اطلاعات تولید شده توسط ابزارهای دیگر با اطلاعات خاص متناسب با باتری ها استفاده کنند.

توانایی دیگری که کیج ترویج می کند، گرادیان است. مقیاس‌بندی، اساساً به این معناست که وقتی یک مقدار آن را تغییر می‌دهید، چقدر روی مقدار دیگری تأثیر می‌گذارد.

فرض کنید یک محقق در حال بررسی این موضوع است که یک باتری چقدر باید قدرتمند باشد تا بتواند یک هواپیما را با موفقیت تامین کند. در سیستم‌های قدیمی‌تر، محقق باید شبیه‌سازی‌های جداگانه‌ای را برای هر سطح توان باتری اجرا کند.

اما Aviary می تواند این کار را در یک شبیه سازی با مشاهده گرادیان ها انجام دهد.

گراتز گفت: “شما می توانید از Aviary بپرسید که باتری چقدر قدرتمند است تا از آن استفاده کنید.” “ابزارهای قدیمی نمی توانند این کار را بدون اصلاح انجام دهند.”

Aviary می تواند همه این مفاهیم را به یکباره شبیه سازی کند – هیچ ابزار مدل سازی دیگری نمی تواند به راحتی ابزارهای قدیمی قبلی، ابزارهای جداگانه ارائه شده توسط کاربر و گرادیان ها را در نظر بگیرد.

گراتز گفت: “ابزارهای دیگر برخی از این چیزها را دارند، اما هیچ کدام از آنها همه این چیزها را ندارند.”

علاوه بر این، Aviary با اسناد گسترده ارائه می شود.

گراتز گفت: «اسناد بخش مهم دیگری از قفس است. اگر هیچ کس نتواند این ابزار را درک کند، هیچ کس نمی تواند از آن استفاده کند.

مرکز تحقیقات گلن ناسا در کلیولند، مرکز تحقیقات ایمز در کالیفرنیا و مرکز تحقیقات لانگلی در ویرجینیا به Aviary کمک کردند.