부식은 다양한 유형의 금속 제품에서 흔히 발생하는 문제입니다. 구형 자동차에서 녹의 형태로 부식을 경험한 적이 있을 가능성이 높습니다. 기껏해야 보기 흉하고 자동차의 가치에 영향을 미칠 수 있고, 최악의 경우 구조적 무결성을 저하시키고 안전성을 저해할 수 있는 골칫거리입니다.
하지만 항공기의 부식은 어떨까요? 대부분의 비행기는 평균 자동차보다 훨씬 긴 수십 년 동안 작동하도록 설계되어 있으며 부식을 가속화하는 습기와 기후 조건의 영향을 더 많이 받는 경우가 많습니다.
대기 안전이 매우 중요하기 때문에 제조업체와 운영자는 어떤 위험도 감수할 여유가 없습니다. 비행기는 정기적으로 점검해야 하며 부식에 효과적으로 대처하기 위해 시정 조치를 취해야 합니다.
하지만 이것은 간단하지도 않고 저렴하지도 않습니다.
부식 비용
미국 공군은 매년 부식에 200억 달러 이상을 지출합니다. 이는 전체 유지보수 비용의 약 20%에 해당하는 금액이며 2,400만 시간의 다운타임을 차지합니다. B-52 스트라토포트리스와 같은 일부 군용기는 70년이 지난 지금도 사용되고 있습니다. 따라서 현대 비행기는 예상 수명 동안 부식을 최대한 견딜 수 있도록 제작되는 것이 더욱 중요합니다.
내식성 설계
Corrdesa는 시뮬레이션을 사용하여 부식을 예측하고 제조업체가 재료 선택 및 설계 최적화 측면에서 더 나은 결정을 내릴 수 있도록 돕기 위해 2011년에 설립되었습니다. CEO인 Alan Rose 박사는 항공우주, 방위, 화학 및 공정, 원자력 산업에서 30년 이상의 경험을 쌓은 컴퓨팅 엔지니어링 분야의 인정받는 전문가입니다. 그는 전기화학 데이터를 관리하고 부식 위험을 정량화하기 위한 Corrdesa의 최첨단 SaaS(서비스형 소프트웨어) 플랫폼인 Corrosion Djinn®의 개발을 주도해 왔습니다.
로즈 박사와 그의 팀은 심센터 엔지니어링 서비스와 협력하여 팀센터 및 심센터 STAR-CCM+ 소프트웨어와 부식 Djinn®을 통합하여 미 공군용 항공기의 3D 모델에 데이터를 적용했습니다. "심센터 STAR-CCM+에는 부식 모델링에 이상적인 여러 내장 모델이 있어 상당한 시간을 절약할 수 있었습니다."라고 그는 말합니다. "미 공군은 이미 팀센터를 사용하고 있었기 때문에 기존 시스템과 원활하게 통합할 수 있었습니다."
분 단위의 자세한 부식 분석
Corrdesa와 Simcenter Engineering Services는 미 공군 항공우주 전문가들과 협력하여 기하학 및 계산 메시 생성을 자동화하고 Corrdesa® 데이터를 사용하여 경계 조건을 설정함으로써 새로운 설계 모델링을 가속화하는 템플릿을 정의했습니다. Simcenter STAR-CCM+, Teamcenter, Corrusion Djinn® 간의 워크플로우를 통해 미 공군의 비CFD 전문가들은 몇 분 만에 부식 분석을 포함한 3D 모델을 만들 수 있었습니다.
이를 통해 다양한 종류의 재료와 다양한 장벽 코팅으로 부식의 양을 예측할 수 있었습니다. 커피 한 잔을 만드는 데 걸리는 시간 내에 말이죠.
수억 달러 절약
새로운 항공기 설계가 가능한 한 부식에 강하도록 하는 것은 미 공군의 미래 비용을 절감하는 데 필수적입니다. 정확한 부식 시뮬레이션을 통한 테스트를 줄이는 것과 결합하면 수억 달러를 절약할 수 있을 것으로 예상됩니다.
F-22 랩터의 단 한 가지 설계 문제를 해결하는 데 2억 2,800만 달러가 들었습니다. 새로운 툴셋은 설계 단계에서 훨씬 일찍 이 문제를 해결하고 대부분의 비용을 피할 수 있었을 것입니다.
하지만 코레데사와 심센터 엔지니어링 서비스의 협력은 미래의 항공기를 부식으로부터 보호하는 것만이 아닙니다. 동일한 솔루션을 사용하여 U-2 및 C-17을 포함한 기존 항공기의 수리 옵션을 분석하고 있습니다. 이렇게 하면 미 공군은 이러한 항공기를 더 오래 운항할 수 있고 전체 유지 관리 비용을 절감할 수 있습니다.
공기에서 땅으로, 그리고 그 너머로
로즈 박사는 이 서비스를 미군의 다른 부서와 그 너머로 확장하고자 합니다. "디지털 전환을 겪고 있는 자동차 OEM과 논의 중입니다."라고 그는 말합니다. "이미 많은 업체가 스트레스, 공기역학, 난방 및 배터리를 분석하는 가상 모델을 보유하고 있지만, 저희가 제공하는 부식 모델링 기능은 없습니다."
[출처]https://blogs.sw.siemens.com/simcenter/corrdesa-reducing-rust-in-critical-aircraft-components/
댓글 없음
댓글 쓰기