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革命性的方法:航母虚拟设计与建造

发布时间:2019/4/8 2:48:40  阅读次数:来源:网络 作者:不详 字体显示:【大】  【中】  【小】

  曾经,美国工程师在图板上设计航母,他们用墨水笔绘制图纸,并制造了全尺寸的木制模型来验证他们的设计方案。然后,造船厂的工人们设法解决如何建造航母的问题。而在2009年之后,这一切都改变了。

  现在,工程师和施工人员不需要戴着头盔或者穿着长靴,就能够很轻松地在虚拟的航母模型里漫步。他们唯一要做的事情就是戴上略微厚重的三维墨镜,紧盯着屏幕,将自己置身于航母CAD设计模型之中。

革命性的方法:航母虚拟设计与建造

  在三维模型之下,整个美国的工程师都不需要离开办公室,就能够借助虚拟现实模拟器对航母设计图进行修改和优化。工程师通过三维模型,可以布置航母舱室里的每一个构件、设备、从泵、管道、垫片和带有固定螺栓的舱壁。他们不仅仅能够布置航母舱室里的一切,还可以指定零件的编号机器供应商。通过使用虚拟航母模型,美国海军能够让所有需要接触航母的人来了解航母的布局,而且还能够看得更清楚。

  只需任意点击鼠标,任何设计者就能够进入CAD文件,并从未来船员的角度来查看舱室内的情况,可以确保管路和敞开的舱口不会阻挡测量实现或报警视线,或者是在岗舰员的手势信号。不仅如此,虚拟航母模型的另一个好处是可以实现联网操作。只要能够联网,远在数百千米之外的人都可以调整虚拟舱室内的布局。

  在“福特”级航母的设计过程中,诺思罗普·格鲁曼采用了法国达索公司的计算机辅助三维交互式应用软件CATIA。CATIA软件是一款CAD/CAE/CAM一体化软件,被广泛应用于航空航天、汽车制造、造船、机械制造、电子、电器和消费品行业,能够模拟从方案设计到详细设计、装配、维修的全部设计过程。

革命性的方法:航母虚拟设计与建造

  不仅如此,诺思罗普·格鲁曼公司还采用了计算机辅助虚拟环境(CAVE)。该软件是一款三维沉浸式环境工具(被称为快速操作虚拟现实,ROVR),能够在一个单独的显示器上呈现三维图像,被用于检视“福特”号CATIA产品模块的某一个区域,并对建造策略进行修订。诺思罗普·格鲁曼公司纽波特纽斯造船厂采用了2套ROVR系统,一套用于支撑工程设计,另一套被放在船厂的最终装配平台上,用于支撑建造以及保障产品模块的合理性。

  相对以前传统的航母设计而言,“福特”号采用的可视化设计允许工程管理人员在电路、管路、机械和通风设计上相互协调,合理使用空间,避免设计冲突。这种可视化的设计方式还能够让设计人员同军方人员一起讨论,有一个清晰、全面的视野,很容易理解彼此的意思,不用像在二维视图上需要很费口舌地去解释一些观点。

  此外,诺思罗普·格鲁曼公司采用的这种可视化设计方式还可以避免一些设计错误,节约时间和空间,节约材料,有利于建造时的产品装配,提高工作效率,是未来舰艇设计的一个发展方向。

  随着虚拟技术的发展,它在舰艇建造和设备生产中将得到更广泛的应用。通过虚拟设计,工作人员不用再浪费海量图纸,而是在一个模型之下工作。在这个模型之下,工作人员可以比以前更轻松地改变设计,更清楚地让对方了解自己的设计意图。很多时候,当舰艇设计存在问题之时,工作人员不需要进入船舱,就能够知道是哪里出了问题,并得出解决的方案。将虚拟设计应用于造船领域,对舰艇设计来说是一个革命性的创举。

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