Aviary: Nowa platforma oprogramowania NASA do modelowania statków powietrznych
NASA stworzyła nowe narzędzie do modelowania cyfrowego dla inżynierów aeronautyki, aby wprowadzać innowacje w nowych projektach samolotów, opierając się na dziesięcioleciach doświadczeń z wykorzystaniem wysoce zaawansowanego kodu komputerowego dla lotnictwa.
Używając tego narzędzia, naukowcy mogą tworzyć symulacje koncepcyjnych samolotów z nigdy nie latającą technologią i otrzymywać szczegółowe dane o tym, jak by to działało.
Nazwany "Aviary" od pomieszczeń, w których trzymane i badane są ptaki, narzędzie tworzy wirtualne modele samolotów na podstawie informacji dostarczonych przez użytkownika. W tej analogii Aviary jest pomieszczeniem, a ptaki są wirtualnymi modelami samolotów.
Naukowcy mogą wprowadzać informacje o kształcie, zasięgu i innych cechach samolotu. Następnie Aviary tworzy odpowiedni cyfrowy model tego samolotu.
Jennifer Gratz
Aviary Task Lead
Aviary to znaczący krok naprzód. W przeciwieństwie do poprzednich narzędzi do modelowania lotnictwa, Aviary może łączyć się z innymi kodami i programami w celu rozszerzenia i dostosowania swoich możliwości.
"Chcieliśmy, aby łatwo było rozszerzyć kod i powiązać go z innymi narzędziami" - powiedziała Jennifer Gratz, która kieruje integracją i rozwojem Aviary. "Aviary został celowo zaprojektowany tak, aby móc ściślej zintegrować ze sobą różne dyscypliny."
Aviary jest darmowy i dostępny dla wszystkich. Kod stale się rozwija w miarę wnoszenia wkładu przez społeczeństwo. Kod jest hostowany na GitHub, wraz z kluczową dokumentacją.
Aviary jest potomkiem dwóch wcześniejszych narzędzi do modelowania stworzonych przez NASA kilkadziesiąt lat temu: Flight Optimization System i General Aviation Synthesis Program.
Te starsze kody były jednak stosunkowo ograniczone pod względem elastyczności i szczegółowości.
"Starsze kody nie zostały zaprojektowane do obsługi bardziej nowoczesnych koncepcji, takich jak samoloty hybrydowo-elektryczne" - powiedział Gratz. "Postrzegały one pewne systemy jako bardziej odseparowane, niż są w rzeczywistości w pojazdach, które teraz przewidujemy."
Aviary wypełnia tę lukę, umożliwiając badaczom płynne włączanie szczegółowych informacji odzwierciedlających bardziej zintegrowane, powiązane systemy potrzebne do modelowania nowszych samolotów.
Zespół rozpoczął tworzenie Aviary, biorąc najlepsze części starszych kodów i łącząc je, a następnie dodając nowy kod, aby Aviary można było rozszerzyć i uczynić kompatybilnym z innymi narzędziami.
"To jedna z jego najważniejszych cech" - powiedział Gratz. "Aviary jest na tyle elastyczny, że możesz zdecydować, o czym chcesz dowiedzieć się więcej, a następnie skonfigurować go tak, aby Cię tego nauczył."
Uczenie się konkretnych, dostosowanych informacji z wyprzedzeniem może poinformować naukowców, w jakim kierunku powinien podążać projekt samolotu przed przeprowadzeniem kosztownych testów w locie.
Zamiast korzystać z wbudowanych szacunków dla niektórych parametrów, takich jak poziom naładowania akumulatora, jak miałoby to miejsce w przypadku poprzednich narzędzi, użytkownicy Aviary mogą z łatwością korzystać z informacji generowanych przez inne narzędzia z konkretnymi informacjami dotyczącymi akumulatorów.
Kolejną funkcją, którą zachwala Aviary, są gradienty. Zasadniczo gradient określa, jak bardzo dana wartość wpływa na inną wartość, gdy jest zmieniana.
Załóżmy, że badacz zastanawia się, jak mocna powinna być bateria, aby z powodzeniem zasilać samolot. Korzystając ze starszych systemów, badacz musiałby przeprowadzić oddzielną symulację dla każdego poziomu mocy baterii.
Aviary może wykonać to zadanie w jednej symulacji, biorąc pod uwagę gradienty.
"Możesz powiedzieć Aviary, aby dowiedzieć się, jak mocna powinna być bateria, aby jej użycie było opłacalne. Aviary wykona symulowaną misję lotniczą i wróci z wynikiem" - powiedział Gratz. "Starsze narzędzia nie mogą tego zrobić bez modyfikacji."
Aviary może symulować wszystkie te koncepcje jednocześnie - żadne inne narzędzie do modelowania nie może z łatwością uwzględnić wcześniejszych narzędzi, oddzielnych narzędzi wprowadzonych przez użytkowników i gradientów.
"Inne narzędzia mają niektóre z tych rzeczy, ale żadne z nich nie ma wszystkich tych rzeczy" - powiedział Gratz.
Co więcej, Aviary zawiera obszerną dokumentację.
"Dokumentacja jest kolejną ważną częścią Aviary" - powiedział Gratz. "Jeśli nikt nie może zrozumieć narzędzia, nikt nie może go używać. Mając dobry zapis rozwoju i zmian Aviary, więcej osób może z niego skorzystać. Nie musisz być ekspertem, aby z niego korzystać."
NASA's Glenn Research Center w Cleveland, Ames Research Center w Kalifornii i Langley Research Center w Wirginii przyczyniły się do powstania Aviary.
Dziękujemy, że przeczytałaś/eś artykuł! Obserwuj nas w Wiadomościach Google.
