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AleniaAermacchi社がLMS Test.Labを用いて試験の生産性を拡大

練習機の幅広い試験業務に対処するためLMS Test.Labの統合環境を配備


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競争の激しい航空業界では、高精度な試験の実施は当然のことであり、試験は常に緊張した状況下で行われます。このような中、AleniaAermacchi社は2004年にLMS Test.Labにアップグレードして以来、試験業務の大幅な生産性向上を実現してきました。AleniaAermacchi社のエンジニアはLMS Test.Labを使用して、優れた操縦・制御性と低い所有コストを兼ね備えた練習機の開発に取り組んでいます。多数の試験アプリケーションをLMS Test.Labに統合したことが、構造試験、モーダル試験、実稼働モーダル試験、あるいは環境試験といったあらゆる種類の試験業務を効率良く実施することに役立っています。このようにしてAermacchi社は、最先端の練習機M346の実用飛行試験も、SF-260軽飛行機に搭載する航空電子機器の振動試験と同じくらい簡単に実施することができるのです。


パイロットの訓練内容を完全にカバー

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半世紀以上に渡って、練習機の設計製造はAleniaAermacchi社の中核となる事業でした。航空機の絶え間ない進化に伴って訓練目的は頻繁に再評価され、結果として、必要な能力を備えた新型練習機も必要となります。現在、同社はパイロットの訓練内容の全段階をカバーする様々な種類の練習機を提供しています。その製品ラインの中で最軽量の飛行機は、パイロット候補生を効果的に選抜できるよう設計されたAleniaAermacchi製SF-260機です。この飛行機の特徴は、初期の訓練段階をカバーするのに必要な飛行特性と性能レベルにあります。
その航空機製品でハイエンドにあるのは、AleniaAermacchが現在完成させつつあるM - 3 4 6 機です。この飛行機は、2 1 世紀の飛行訓練の要件を完全に満たすことを明確に意図した、同社が初めて開発する最新式の次世代ジェット練習機です。全体としてAleniaAermacch社の練習機ビジネスは、総合サポートおよび機体整備サービスを含めて、同社の売り上げの約5 0 % を占めるに至っています。2003年にAleniaAermacchi社はFinmeccanicaグループの一員となりました。同グループは、航空機、ヘリコプター、宇宙インフラ、軍事用電子機器の設計製造、並びに輸送、エネルギー、および情報技術分野で活躍するイタリアの主要ハイテク企業です。


試験の作業量の増大と適用範囲の拡大

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国防任務や曲技飛行などの極端な飛行条件に適切に対処できる高い上昇能力と優れた操縦性を必要とする練習機にとって信頼性が一番の鍵となります。そのような飛行機の開発プロセスにおいて、AleniaAermacchi社は、航空機全体での性能と機内に搭載されるシステムやコンポーネントの動作を検証するための試験に特に注力しています。構造強度、制御装置の動作、航空エンジン出力、空力性能などの複雑な関係が、試験の作業量の著しい増大と、適用範囲の大幅な拡大を招いています。AleniaAermacchi社の試験業務は、実用飛行試験はもとより、エンジンその他の装置の動作試験、荷重測定などの構造強度評価、鳥の衝突、耐火性、環境条件に関する個別試験など多岐にわたっています。

多数の試験アプリケーションをより効率的に実施するため、AleniaAermacchi社は、2004年に構造試験、モーダル試験、および環境試験に用いる目的でLMS Test.Labソフトウェアにアップグレードしました。イタリアのヴェネゴーノ市にあるAleniaAermacchi社の主要工場に勤務する実験エンジニアのEdoardoPorrini氏は次のようにコメントしています。「現在AleniaAermacchi社では、LMS Test.Lab上で振動制御、スペクトル収集、および(実稼働)モーダル解析を行っています。そしてもうすぐ時刻歴データ処理にアップグレードする計画です。我々は、特にLMSシステムの高精度な測定データ収集と確実な結果処理を高く評価しています。さらに、LMS Test.Labの特徴であるプロセス志向型のワークブックは、我々の実験活動の手続きを促進し、データの整合性を一層高めています。我々が限られた時間の中で膨大な量の試験に立ち向かうとき、このようにして実現される生産性の向上が何よりも大切です。」


M346試験機で行われる実用飛行試験

最先端の試験アプリケーションの例に、AleniaAermacchi社の最新のハイエンド練習機であるM346の1号試験機で実施された予備飛行試験プログラムがあります。この非常にチャンネル総数の多い試験では、飛行中のAleniaAermacchi-increases-testing-productivity-aircraft-aviation 3機体から約900の重要な信号が遠隔測定装置によって地上のデータ収集システムに転送されました。このように多数のチャンネルはLMS SCADAS 310フロントエンドでデータ収集され、バフェットやフラッターなどの特別な動的検討の入力となりました。特に後者は、航空機を破壊に至らせる可能性を持った非常に危険な空気力学的な不安定現象であり、2つの固有振動モード(共振周波数)の連成に伴って生じます。

M346の1号機で行われた最初の試験飛行では、AleniaAermacchi社のエンジニアは、LMS Test.Labを用いて安全に飛行するため選択した16チャンネルを絶えず表示することで、飛行機を監視しながらリアルタイムでスペクトル分析を実施することができました。M346機は、極端な飛行条件下での高い操縦性と制御性を維持するため、渦揚力を利用した最新の空気力学的概念に基づいて設計されています。

M346機の高い推力重量比、優れた飛行性能、そして最新の航空電子工学が、驚くべき潜在能力を持った強力な飛行機に仕立て上げています。プログラム変更可能な飛行制御システムによって、AleniaAermacchi社のエンジニアは、様々な操縦難易度を設定したり、別の運用飛行機の操縦特性を模擬したりすることが可能です。これらの機能は、飛行機の性能エンベロープを拡大させ、フラッターその他の好ましくない現象を監視する上で、実用飛行試験がいかに重要であるかを示していると、Edoardo Porrini氏は指摘しています。「様々な試験活動において、LMS Test.Labは胴体、翼、補助翼、および尾部の曲げとねじりを伴う構造モードに関して信頼できる情報をもたらしました。これによって我々は、特定の共振周波数とそれら各々のいわゆる「警戒周波数レンジ」へシフトする傾向を監視することができました。」


顧客固有の試験を首尾良く完了

最近AleniaAermacchi社は、ずっと軽量のSF-260初級練習機のコックピットに設置される一台のGメーターと他の2台の計器に関係した特注プロジェクトを実施しました。これら追加の計器は、既存の計器盤の上部に専用ブラケットで取り付けられる補助計器盤に組み込まれます。このGメーターのメーカーが指定した重要な制限事項は、この機器の正常な動作は局部振動が指定された最大レベル未満である限り保証されるというものでした。計器盤の局部振動を確認するため、AleniaAermacchi社のエンジニアは航空機の地上試験を実施して、エンジンランナップ時の1サイクル中に生じる動的振動応答を測定しました。彼らは、LMS Test.Lab Spectral Acquisitionモジュールを使用し、後で収録された時刻歴データを調査することで試験を実施しました。この試験の目的は、プロペラ羽根の運動がエンジンの振動励起を増幅させる周波数(バンド)を特定することにより回転するプロペラ羽根の影響を評価することでした。

AleniaAermacchi-increases-testing-productivity-aircraft-aviation 4この最初の測定結果からブラケットの減衰特性が不十分であることが判明したため、AleniaAermacchi社のエンジニアはブラケットの設計を変更しました。彼らはブラケットの固定面を前部から部に移動し、ブラケットの留め具のサイズを大きくしました。ブラケットの共振周波数が特定された周波数(バンド)と一致しないことを確認するため、様々な構成の設計変更(異なる材料、ダンパーの有無など)で正弦加振機試験が数回実施されました。設計の検証段階では、新しいエンジン地上試験に備えて、追加の計器と更新されたブラケットが取り付けられた補助計器盤が飛行機に設置されました。

エンジニアはまた、モーダルインパクト試験によって最終設計案を分析し、加振機試験を行って試験の間と後でGメーターの動作を検証しました。「この特注プロジェクトの各ステップで、我々はLMS Test.Labの様々なアプリケーションを用いて測定を行いました」とEdoardo Porrini氏はコメントしています。「AleniaAermacchi社のエンジニアは、これらアプリケーション手続きのそれぞれが、迅速かつ直観的で正確であると評しました。」


構造試験の生産性が倍増

練習機と航空支援機の大手メーカーとして、AleniaAermacchi社は常に先進技術を取り入れ、パフォーマンス向上を達成し、トップレベルの経済価値を実現するために体系的に努力していく必要があります。今日の航空業界を取り巻く厳しい環境では、一流のエンジニアリング技能と業界トップのエンジニアリングソリューションが新型飛行機の開発で成功を収める鍵となります。EdoardoPorrini氏は次のように締めくくっています。「我々は競争力を維持するため、体系的に航空機の設計を改革し、開発プロセスのパフォーマンスを向上させています。この点に関して、LMS Test.Labの配備は試験の信頼性と測定の効率性をさらに高める上で非常に重要です。また、LMS Test.Labは多数の試験アプリケーションを統合しているため、当社のエンジニアは効率良くモーダル試験、実稼働モーダル試験、スペクトル試験、あるいは環境試験を実施できます。その結果、最近の試験業務で当社の実験ームが報告したように、我々は確実に試験の実施を加速させ、生産性を倍増させることに成功しました。」



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