Siemens NX für Luft- und Raumfahrt und Verteidigung: Konstruktion leichter Flugzeuge und Einhaltung von Sicherheitsvorschriften

In der Luft- und Raumfahrt und Verteidigung zählt jedes Kilogramm. Ob es Airbus Weiterentwicklung der Verbundtragflächen der nächsten Generation, Boeing Investitionen in die Produktion von Hochleistungsverbundwerkstoffen oder in Verteidigungsgüter wie Lockheed Martin und Northrop Grumman Bei der Entwicklung leichterer Missionsplattformen ist Gewichtsreduzierung heute eine strategische Notwendigkeit. Und moderne CAD-Software für die Luft- und Raumfahrt und CAD-Tools für Verteidigungsplattformen spielen eine zentrale Rolle.

Das leichte Design ermöglicht einen geringeren Kraftstoffverbrauch, eine größere Reichweite, eine höhere Nutzlastkapazität und einen geringeren Logistikaufwand — und hilft gleichzeitig A&D-Organisationen dabei, die Dekarbonisierungsziele und Missionsanforderungen zu erfüllen.

Nachhaltiger Flugtreibstoff (SAF) gilt immer noch weniger als 1% Angesichts der weltweiten Nachfrage gehören Leichtbau und effiziente Aerodynamik nach wie vor zu den wenigen unmittelbaren Hebel zur CO₂-Reduzierung. Gleichzeitig sind die Programme mit einer steigenden Nachfrage, einer Modernisierung der Verteidigung und einer verschärften Aufsicht durch Regulierungs- und Akkreditierungsbehörden wie FAA, EASA, ITAR und NATO konfrontiert.

Das Ergebnis: OEMs und Zulieferer sind gezwungen, die Entwicklungszyklen zu verkürzen, schneller Prototypen zu entwickeln und zertifizierte Designs unverzüglich auf den Markt zu bringen oder bereitzustellen.

Neue Technologien wie KI-gestütztes generatives Design, Simulationsautomatisierung und digitale Zwillinge tragen dazu bei, diese Herausforderungen zu bewältigen, erhöhen aber auch den Bedarf an robuster digitaler Rückverfolgbarkeit.

Das ist der Grund Leichtbau und Sicherheit müssen als untrennbare Imperative betrachtet werden. Und Unternehmen, die sich sowohl in ihrer Designphilosophie als auch in ihrem Instrumentarium einig sind, werden in der Lage sein, Nachhaltigkeitsziele zu erreichen, Regulierungsbehörden zu erfüllen und Marktanteile in einer Branche zu gewinnen, die sich schneller als je zuvor bewegt.

Siemens NX CAD: Unterstützung für exzellentes Design in der Luft- und Raumfahrt sowie im Verteidigungsbereich

Erfüllung aggressiver Nachfrage- und Geschwindigkeitsziele gleichzeitig Einhaltung strenger Sicherheitsstandards erfordert einen integrierten Ansatz, der Konstruktion, Simulation, Materialdaten und Konformitätsdokumentation miteinander verbindet. Siemens NX CAD bietet genau das.

Durch die Bereitstellung einer ganzheitlichen Umgebung für die moderne Luft- und Raumfahrtentwicklung können Ingenieurteams die Kontrolle über jede Phase der Konstruktion behalten, schnell auf sich ändernde Markt- und regulatorische Anforderungen reagieren und Compliance-Prozesse in ihre täglichen Arbeitsabläufe integrieren, ohne Innovationen zu verlangsamen.

Werfen wir einen genaueren Blick auf die Funktionen, die Siemens NX in Bezug auf Leichtbau und Sicherheit bietet, und darauf, wie sie A&D-Unternehmen in die Lage versetzen können, in einem schnelllebigen, hart umkämpften Umfeld effektiv zu agieren.

Leichtes Design mit Stärke und Selbstvertrauen

1. Topologieoptimierung und generatives Design

Die Topologieoptimierung und das generative Design für Module der Luft- und Raumfahrttechnik von NX CAD ermöglichen die Erstellung gewichtseffizienter Geometrien, die maßgeschneidert für extreme Belastungsfälle in der Luft- und Raumfahrt sowie im Verteidigungsbereich unter Beibehaltung der Sicherheitsmargen.

Dadurch können die Strukturen der Flugzeugzelle und der Missionsplattform für minimalen Materialverbrauch optimiert werden, während gleichzeitig die anspruchsvollen Anforderungen an aerodynamische Belastbarkeit und Lebensdauer erfüllt werden. Für die Konstruktionsteams in den Bereichen Luft- und Raumfahrt und Verteidigung bedeutet dies einen geringeren Treibstoffverbrauch, eine größere Reichweite, eine höhere Nutzlastkapazität und Fortschritte bei der Erreichung der Nachhaltigkeits- und Bereitschaftsziele. Alles erreicht ohne die Fristen für Zertifizierungen oder Akkreditierungen zu gefährden.

2. Materialbibliotheken mit Lebenszyklusanalyse

Innerhalb von Siemens NX unterstützen Materialdatenbanken für Luft- und Raumfahrt und Verteidigung in Kombination mit Umweltlebenszyklusanalysen die Auswahl von Legierungen, Titan oder Verbundsystemen, mit denen sowohl Gewichtseinsparungen als auch Nachhaltigkeitsziele erreicht werden.

Für A&D-Ingenieure ermöglicht die Nutzung dieser Funktion in der Konstruktionsumgebung informierte Kompromisse zwischen Leistung, Kosten, Missionsauswirkungen und Umweltaspekten. Es stellt sicher, dass jede Entscheidung den technischen Anforderungen und behördlichen Anforderungen oder Akkreditierungsanforderungen entspricht, ohne die Plattform verlassen zu müssen.

3. Integration von Fibersim Verbundwerkstoffen

Siemens NX bietet eine direkte Integration mit Siemens Fibersim, wodurch umfassende Verbundschichtdaten (wie Lagengeometrie, Faserorientierung, Stapelreihenfolge, Drapierverhalten und Härtungsparameter) direkt in die CAD-Umgebung übertragen werden.

Diese nahtlose Verbindung stellt sicher, dass Die CAD-Geometrie spiegelt die wahre Fertigungsabsicht wider, wodurch kostspielige Diskrepanzen zwischen Design und Produktion vermieden werden. In der Luft- und Raumfahrt sowie im Verteidigungsbereich ist dies besonders wichtig, da Ingenieure, Fertigungsspezialisten und Zertifizierungs- oder Akkreditierungsmanager so von derselben Informationsquelle aus arbeiten können. Die Einsatzpläne, Drapiersimulationen und Härtungsdaten sind für die zertifizierungs- oder akkreditierungsreife Dokumentation und nachgelagerte Prozesse sofort verfügbar. Diese Positionen NX als ein erstklassiges CAD für Verbundwerkstoffkonstruktionen Lösung für Luft- und Raumfahrt und Verteidigung.

Integrierte Sicherheit vom ersten Tag an

1. Integrierte Struktur- und Ermüdungssimulation

In Siemens NX sind fortschrittliche Finite-Elemente-Analysis (FEA) -Solver, Modalanalysefunktionen und Lebensdauerprognosen verfügbar, sodass Luft- und Raumfahrtingenieure Spannungs-, Ermüdungs- und Schwingungsanalysen direkt im CAD-Modell durchführen können. Dadurch wird sichergestellt, dass Konstruktions- und Simulationsteams die strukturelle Integrität effektiv beurteilen, Resonanzfrequenzrisiken erkennen und das langfristige Ermüdungsverhalten bewerten, Das macht NX nicht nur zu einer unverzichtbaren Strukturanalyse-Software für die Luft- und Raumfahrt, sondern auch zu einer vertrauenswürdigen Konstruktionssoftware für Militärflugzeuge.

Die frühzeitige Identifizierung dieser sicherheitskritischen Probleme ermöglicht fundierte Konstruktionsanpassungen, bevor physische Prototypen gebaut werden. Dadurch wird das Risiko kostspieliger Nacharbeiten in der Spätphase erheblich reduziert und die Teams können strenge Zertifizierungs- oder Akkreditierungspläne einhalten.

2. Simcenter Aerodynamische und thermische Analyse

Durch die direkte Integration mit Simcenter profitieren Designteams Zugang zu detailgetreuer numerischer Strömungsmechanik (CFD) für aerodynamische Analysen und erweiterte Funktionen zur thermischen Simulation, unterstützt durch robuste Vernetzung, Solver-Optionen und reale Umweltmodellierung. Diese Funktionen helfen Luft- und Raumfahrtingenieuren, Luftströmungsmuster, Widerstands- und Auftriebscharakteristika, Wärmeverteilung und Wärmemanagementstrategien unter flug- und missionsrelevanten Bedingungen zu bewerten, was besonders bei sicherheits- und missionskritischen Programmen wichtig ist.

Indem Konstruktionsteams potenzielle Leistungs- oder Sicherheitsbedenken bereits im Konstruktionsprozess aufdecken, können sie gezielte Verbesserungen vornehmen, strenge Sicherheits-, Effizienz- und Akkreditierungsstandards einhalten und die Abhängigkeit von teuren physischen Testkampagnen verringern.

3. Versionskontrolle und digitale Rückverfolgbarkeit

Wenn Siemens NX in Teamcenter integriert ist, können Luft- und Raumfahrtteams und Verteidigungsteams jede Revision, Konstruktionsentscheidung und die zugehörige Dokumentation in erfassen eine zentralisierte, überprüfbare Aufzeichnung, und nutzen Sie gleichzeitig ein leistungsstarkes Konfigurationsmanagement. Das bedeutet, dass Teams Konstruktionsdaten direkt mit Zertifizierungs- oder Akkreditierungsanforderungen verknüpfen, die Auswirkungen technischer Änderungen an komplexen Baugruppen verfolgen und sicherstellen können, dass die Konformitätsnachweise immer auf dem neuesten Stand sind.

Dieses Niveau von Rückverfolgbarkeit ist für die Abstimmung zwischen Behörden und Verteidigungsbehörden von entscheidender Bedeutung, insbesondere bei Programmen, bei denen sicherheitskritische Komponenten mehreren Iterationen unterzogen werden, macht NX zu einem leistungsstarken, zertifizierungsbereiten Konstruktionstool für die Luft- und Raumfahrt und eine zuverlässige Engineering-Software zur Einhaltung der Verteidigungsvorschriften für ITAR-, DFARS- und NATO-Standards.

NX Enabler für eine optimierte Produktentwicklung

Neben diesen Kernfunktionen bietet Siemens NX Funktionen, die auf die Realität in der Luft- und Raumfahrt sowie im Verteidigungsbereich zugeschnitten sind und Teams dabei unterstützen, die Komplexität von Großflugzeugen und Missionsplattformen zu bewältigen, disziplinübergreifend zu koordinieren und Systeme schneller zu entwickeln, die regulativ und akkreditierbar sind.

Diese Voraussetzungen decken alle Phasen der Produktentwicklung ab und sorgen für einen nahtlosen, vernetzten Prozess vom Konzept bis zur zertifizierten oder akkreditierten Lieferung. Schauen wir uns an, welche das sind und wie sie sowohl das Gewicht als auch die Sicherheit unter Kontrolle halten.

1. Reibungsloser Arbeitsablauf vom Entwurf bis zur Analyse

Siemens NX ermöglicht es Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungsingenieuren, mühelos von der Entwicklung abzugehen 3D-Modelle zum Ausführen von Simulationen, ohne die Umgebung zu verlassen. Ingenieure können direkt aus ihren Konstruktionsmodellen heraus schnell strukturelle, thermische oder aerodynamische Analysen erstellen und die Ergebnisse zur sofortigen Verfeinerung in die Geometrie einfließen lassen.

Für den Leichtbau bedeutet dies, schnelle Entscheidungen zur Gewichtsoptimierung zu unterstützen, indem eine sofortige Iteration von Geometrie und Materialien ermöglicht wird. Aus Sicherheitsgründen ermöglicht es eine frühzeitige Validierung der strukturellen Integrität und reduziert so das Risiko von Ausfällen im Spätstadium — und das alles, während gleichzeitig das Tempo beibehalten wird, das für eine schnelle Prototypenentwicklung und beschleunigte Validierungszyklen erforderlich ist.

2. Wiederverwendung von Designs für schnellere Zyklen

Mit Siemens NX können Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungsteams auf eine Bibliothek mit vorab genehmigten Designelementen und integrieren Sie sie in neue Programme, ohne bei Null anfangen zu müssen. Dies wird durch intelligente Teil- und Baugruppenvorlagen, parametrisierte Modelle und verwaltete Bibliotheken erreicht, die sicherstellen, dass die Komponenten den etablierten Konstruktionsregeln und -standards entsprechen.

Durch die Nutzung dieser bewährten, leichten und vorzertifizierten Komponenten kann die Masse unter Kontrolle gehalten und Risiken reduziert werden. Dies unterstützt OEMs sowohl mit nachhaltiger Luft- und Raumfahrtdesignsoftware als auch mit CAD-Tools für Verteidigungsplattformen zur Missionssicherung.

3. Teilweises Laden und Speicheroptimierung für große Baugruppen

In der Siemens NX-Umgebung können Teams riesige digitale Modelle wie komplette Flugzeugstrukturen oder Verteidigungsplattformen öffnen, navigieren und bearbeiten, ohne die Rechenressourcen zu überfordern. Ingenieure können selektiv nur die Teile oder Unterbaugruppen laden, die sie benötigen, und behalten bei Bedarf detailgetreue Details bei.

Für den Leichtbau bedeutet dies, dass Teams komplette Gewichtsanalysen an komplexen Baugruppen ohne Leistungsengpässe durchführen können. Aus Sicherheitsgründen stellt es sicher, dass Bewertungen von Lastpfaden und kritischen Strukturen auf Systemebene frühzeitig vorgenommen werden, bevor sie zu kostspieligen, zeitaufwändigen Verbindlichkeiten eskalieren.

4. Tools für multidisziplinäre Zusammenarbeit

Nicht zuletzt können Struktur-, System- und Fertigungsteams in Luft- und Raumfahrt sowie Verteidigung mit demselben Datensatz arbeiten, wodurch Integrationsprobleme minimiert und sichergestellt werden, dass alle Disziplinen während der gesamten Entwicklung aufeinander abgestimmt bleiben.

Dadurch wird eine schrittweise Gewichtszunahme verhindert und Integrationsfehler reduziert. So wird sichergestellt, dass alle Teams mit demselben verifizierten Datensatz arbeiten und die Integrität sicherheitskritischer Anforderungen programmübergreifend gewahrt bleibt.

Warum sollten Sie Siemens NX und CLEVR wählen

Siemens NX ist mehr als ein CAD-Tool. Es ist eine integrierte CAD-Plattform für Luft- und Raumfahrt sowie Verteidigung, die auf die dringendsten Bedürfnisse der Branche zugeschnitten ist.

Von leichten Konstruktionen bis hin zu strengen Sicherheitsvalidierungen ermöglicht es Unternehmen, schneller innovativ zu sein, Nachhaltigkeits- und Missionsziele zu erreichen und Zertifizierungs- oder Akkreditierungsanforderungen zu erfüllen.

Dies macht es zu einer idealen Lösung für OEMs, Tier-1-Lieferanten und technische Führungskräfte, die bei der Produktentwicklung ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Nachhaltigkeit, Sicherheit und Geschwindigkeit suchen. Und bei CLEVR, wir haben aus erster Hand gesehen, wie es Luft- und Raumfahrtunternehmen dabei helfen kann, genau das zu erreichen.

Mit über 30 Jahren Erfahrung in der Implementierung der Das Xcelerator-Portfolio von Siemens, wir wissen, wie Siemens NX an die individuellen Anforderungen jedes Unternehmens angepasst werden kann, um sicherzustellen, dass die Plattform auf Ihre Arbeitsabläufe, Zertifizierungsprozesse und betrieblichen Prioritäten abgestimmt ist.

Durch Kombinieren tiefes Branchenwissen Mit modernster Technologie helfen wir Herstellern von A&D, das Prototyping zu beschleunigen, Designs zu optimieren und sich als Marktführer in einem schnelllebigen Markt zu positionieren.

Machen Sie den nächsten Schritt

Wenn Sie bereit sind, Leichtbau, Sicherheit und Geschwindigkeit in Ihren Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungsprogrammen aufeinander abzustimmen, ist es jetzt an der Zeit zu handeln.

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