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昨年、米国空軍はIstari Digitalに1,900万ドルの契約を授与し、ライト兄弟に敬意を表して「Flyer Øne」と名付けられたこの野心的なプログラムを先導した。
その目標は、物理的に構築される前にデジタルツインを作成し、飛行認証を行うことで、将来の航空機開発がソフトウェアエンジニアリングの急速なペースを反映できるようにすることだ。
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デジタル認証はF1レースなどの業界では日常的なものですが、航空業界では前例がない。
Istari Digitalの創設者兼CEOのウィル・ローパー氏は、次のようにコメントする。
思ったほど未来的ではありません。新しい航空機のバリエーションでは、構造と飛行力学を正確にシミュレートできれば、物理的なプロトタイプはスローレーンになります。ソフトウェアとしてのハードウェアは、高速レーンです。
ローパー氏：主要な設計レビューを通過したばかりで、Skunk Works X-56Aの改造が、初のデジタル飛行リリースに向けて順調に進んでいることを発表できることを嬉しく思います。米国空軍の X-Plane プログラムは、音速の壁から弾道飛行まで、物理的な限界を打ち破ってきた名高い歴史を持っています。そして今、デジタルの限界も打ち破ろうとしています。
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ロッキード・マーティンSkunk Worksが開発したX-56Aは、高高度長時間滞空飛行の限界を押し上げるために設計された先進的なモジュール式無人航空機だ。
7.5 フィートの胴体と 27.5 フィートの翼幅を持つX-56Aは、2013年夏にエドワーズ空軍基地から初飛行した。フラッター予測機能とフラッター抑制を実証するという独自のミッションを掲げたこのプログラムは、飛行制御において大きな進歩を遂げ、細身で柔軟な翼の開発によりボディ・フリーダム・フラッターを抑制する能力を実証した。
Flyer Øneの設計では、着陸装置システムやカメラに大幅な変更が加えられ、また、老朽化の問題にも対処しています。
ローパー氏：多くの点で、これは航空機のよりシンプルな派生型です」と、Skunk Works チームのメンバーは述べています。「当初のプログラム中に重要なデータを収集したため、最新の飛行性能のシミュレーションは確固たる基盤を持っています。
ローパー氏は空軍次官在任中に、デジタルエンジニアリング手法を採用するという防衛トレンドの先駆者となり、2020年後半にはマトリックスにインスパイアされた「There is No Spoon」を執筆した。
国防総省はそれ以来、すべての将来のプログラムにデジタルエンジニアリングを指示してきた。しかし、F1とは異なり、航空宇宙と防衛は多数の知的財産と機密データソースを統合するという課題に直面しており、導入はより困難になっている。
Istari Digitalのソリューションは、「デジタル・スレッド」の概念を拡張した新しい分散型データメッシュ・テクノロジーだ。今月初め、同社は国防総省向けに「モデルのインターネット」を構築するプログラムであるModel Øneを立ち上げた。
最近のウォール・ストリート・ジャーナルの論説記事で、ローパー氏と元GoogleのCEOでIstari Digitalの投資家でもあるエリック・シュミット氏は、このようなインフラストラクチャがさまざまな業界の仮想テクノロジーを簡素化し、加速させる方法を強調した。
シュミット氏：ソフトウェアの手法をハードウェアに適用すると、革命的なスピードと俊敏性が生まれます。Istari Digitalは、コーディング環境と既存のエンジニアリングツールを接続するために不足しているインフラストラクチャを提供し、大規模なハードウェアでソフトウェアのスピードを実現しています。
デジタルX-56Aの場合、この新しいデジタル・インフラストラクチャは、ロッキード・マーティンのシミュレーションと空軍の厳格な耐空性プロセスとの間のプラグ・アンド・プレイ・インターフェイスとして機能する。その目的は、軍事飛行リリースに通常物理的に要求される証明責任を満たすことだ。
承認されると、この航空機チップは仕様通りに製造され、エドワーズ空軍基地で飛行することになる。物理的なツインがデジタルモデルと一致した場合、少なくとも研究開発の観点からは、この航空機チップは本物の飛行機となる。これは、物理的な世界のイノベーションに要する時間、コスト、環境への影響なしに、ソフトウェアプロセスを使用して更新および進化させることができる。
ローパー氏：この亜音速ドローンが仮想現実に近い形でモデル化できることは驚くべきことではありません。なぜなら、このドローンは重要な物理世界のデータに基づいているからです。オリジナルのX-56Aは、外挿された固定翼設計からモデル化することができなかったため、柔軟な翼のデータを収集するために構築されました。モデルの系譜によって、何がデジタル ツインになるかが決まります。
過剰な外挿のリスクは、2022年のF1シーズンで明らかになった。新しい地面効果規制により、メルセデスを含む多くのチームが予期せぬ「ポーポイズング」効果を被ったのだ。シーズンの半分以上をかけてモデル化、理解、修正を行ったメルセデスの技術ディレクターであるマイク・エリオット氏は、シミュレーションのエラーを1つだけ原因として挙げた。
エリオット氏：あのミスさえなければ、世界選手権で優勝できるクルマになっていただろう。
Flyer Øneとそれに伴う航空業界がデジタルの空へと移行するにつれ、新たな設計速度と技術的リスクがそれに続くことになる。しかし、F1と同様に、従来のプロセスに固執するのは負け戦だという。新たなリスクがあっても、設計速度とサイクルタイムが勝者となるととしている。
