绿色航空时代：虚拟双生如何实现零排放飞行
我们目前正见证航空航天工程领域的范式转变。向可持续航空转型并非未来的目标;借助虚拟孪生，这成为了一种积极的工程现实。‘
航空业面临一个存在主义悖论。一方面，全球互联互通对于经济增长和社会凝聚力至关重要。另一方面，航空旅行的环境成本已不再可持续。几十年来，工程界普遍认为，商业飞行的电池电动推进只是遥不可及的梦想——受限于重量、航程和物理定律。
但这种共识是错误的。
我们目前正见证航空航天工程领域的范式转变。挑战不再是等待电池化学的神奇突破;关键在于优化现有技术的整合。要实现净零排放，制造商必须做的不仅仅是用电动机替换喷气发动机。他们必须从根本上重新思考飞机架构。
这种复杂程度无法在传统的孤岛中管理。领先的创新者正在证明，解决低排放、航程和可靠性问题的唯一方法是使用高保真虚拟孪生。
打破“不可能”的物理障碍
多年来，业界怀疑者一直认为电池电动飞机只能用于小型短程料斗。他们声称，承担更大乘客所需的能量密度根本不存在。
极乐飞机这位总部位于荷兰的先驱者正在拆解这一迷思。公司目前正在开发E9X，这是一款90座的电池电动飞机，单次充电可飞行超过800公里。Elysian并不依赖未来感十足的电池;它依赖于更优的设计集成。
利用云端的3DEXPERIENCE平台，Elysian的工程师们可以模拟将电池直接集成到机翼中的结构和热影响。这一设计选择减轻了机身重量并改善了空气动力学性能，但也带来了关于高压传输和热失控等复杂挑战。
通过创建飞机的虚拟孪生，极乐世界可以：
模拟表现：无需物理原型即可测试不同温度和放电速率下的电池表现。
优化空气动力学：验证更大翼展的结构完整性，以实现电气效率。
创建一个单一的真实来源：确保从数字模拟中获得的经验能立即反馈到主设计中。
正如Elysian联合首席执行官Daniel Rosen Jacobson所说：“大多数人认为用电池商业飞行不可能使用更大型飞机。我们找到了办法。”
振兴区域联通性
推动可持续发展也为航空旅行的民主化打开了大门。近年来，由于传统化石燃料飞机的高昂运营成本，区域连接性受到了影响。
瓦里迪恩德国飞机制造商正通过设计Microliner来应对这一问题，这是一种可载九人的电动飞机，旨在连接欧洲多达2300个机场。其目标是使区域旅行可持续、经济且易于到达。
对于像Vaeridion这样的初创企业来说，快速上市至关重要。然而，航空业受到严格监管，“快行动破坏”在乘客安全攸关时并非可行策略。Vaeridion 利用 3DEXPERIENCE 平台进行工程和认证的平行路径。
通过整合ENOVIA进行项目管理和SOLIDWORKS、CATIA设计，Vaeridion建立了一个框架，使认证数据从最初的草图开始即可追溯。这使得公司能够在实体原型机飞行前很长时间内，降低与欧洲联盟航空安全局（EASA）认证策略的风险。
“3DEXPERIENCE平台让我们能够加快开发进程，同时保持流程简单高效，适合我们规模的公司，”Vaeridion首席执行官兼联合创始人Ivor Van Dartel表示。
可持续发展作为一种生命周期策略，而非一个复选框
现代制造业中常见的陷阱是将可持续性视为最终合规步骤。真正的可持续创新需要将这些原则贯穿整个产品开发生命周期——从最初的草图到工厂前，再到售后市场。
德意志飞机其D328eco是一款下一代涡桨发动机，专为可持续航空燃料（SAF）设计，是这一整体方法的教科书式范例。公司的目标是以显著降低排放量，提供喷气式飞机级别的舒适度。
德意志飞机利用虚拟孪生不仅用于空气动力学，还优化了其整个工业系统。
沉浸式协作：通过3DLive应用和Apple Vision Pro，供应商和客户可以进入飞机的全尺寸虚拟模型，直观地展示客舱布局和装配线，减少沟通误解和浪费。
制造效率：通过虚拟工程化其在莱比锡的碳中和装配线，公司可以规划物料流动和资源配置，以最大限度地减少生产期间的能耗。
飞行测试：工程师在实体原型机离开机库前虚拟飞行飞机，降低飞行测试活动的风险和碳足迹。
德意志飞机公司首席执行官尼科·诺伊曼简洁地说：“可持续发展来自于更聪明地做事。当你减少燃料消耗并提升认证和生产效率时，也在减少浪费、努力和排放。一切都是相互关联的。”
前进之路
向可持续航空转型并非未来的目标;它是一种积极的工程现实。数据明确：虚拟孪生技术有望释放1.2万亿美元的经济价值，并到2030年减少全球二氧化碳排放7.5亿吨。
像Elysian、Vaeridion和德意志飞机这样的公司并不等待未来到来。他们正在设计它。通过利用连接设计、仿真和制造的统一平台，他们证明我们不必在连接性和气候之间做选择。
要实现你的可持续发展目标，光有善意还需要更多。你需要合适的工具。
