大家都知道，太陽眩光、駛近的車輛照射的燈光或雨水的反射會分散注意力。對于駕駛員來說光學失真更具挑戰性，因為這關乎駕駛安全。除了外部照明條件外，駕駛員通常還會面臨?內部照明?挑戰，比如車輛指示燈面板上的重要信息無法清晰可見。現在可試想一下，在夜間或惡劣天氣條件下駕駛直升機，瞇著眼睛看天空和控制面板以導航最佳飛行路線，這是多么嚴峻的挑戰。顯然，這對于飛行員或機上的任何機組人員和乘客來說都不安全。

毋庸置疑，安全性是航空業中的首要任務，而光學系統設計在其中發揮著關鍵作用。此外，隨著全球對氣候問題日益關注，可持續性的重要性也不斷提升。美國聯邦航空管理局（FAA）和歐洲航空安全局（EASA）等監管機構要求制造商設計安全節能的產品。這種對安全性和效率的高度要求促使眾多制造商探索新的解決方案，以改進設計并加速認證。

領先的飛機制造商Airbus Helicopters集成了Ansys仿真解決方案，以提升飛行員的可視性和駕駛艙顯示器性能，同時通過實施虛擬測試和虛擬原型制作來降低功耗、減少材料浪費以及相關成本。通過應用Ansys Speos光學系統設計軟件提供的關鍵信息，Airbus公司可改進并簡化駕駛艙設計，同時以高效率和預測準確性滿足航空監管標準。

仿真助力實現更清晰的航向

Airbus Helicopters在150多個國家和地區投入使用，包括為政府、軍事、執法、民用和準公共用途（包括公共和私營部門）提供旋翼飛機解決方案。為了確保其所有飛機的安全運行，Airbus在開發過程中遵守最高標準，并使用仿真為設計提供寶貴的指導。

Speos使Airbus能夠在駕駛艙設計過程中評估人眼可視性，并預測在眩光、反射和失真的條件下的行為。利用該數據，Airbus工程師可提高飛行員的可視性，以及機組人員屏幕顯示器的可讀性。

Ansys仿真在大量Airbus直升機的駕駛艙人眼可視性設計中發揮了關鍵作用，包括中型雙引擎H160、超中型雙引擎H175和重型雙引擎H225。這里有一些背景信息供讀者參考：每架飛機可容納一名或兩名飛行員，分別可容納多達12名、18名和19名乘客。Airbus幾乎為其所有飛機設計了軍用型號，而H160M、H175M和H225M都是基于民用模型設計，盡管其飛行員和機組人員的數量可能有所不同。 

Speos可在3D平臺中提供一系列直觀、用戶友好型功能。通過直接將布局和形狀無縫集成到任何計算機輔助設計（CAD）環境中，以實現逼真的可視化，這有助于工程師從零開始創建設計或優化當前設計。

Airbus Helicopters人因學和人機界面部門工程師Stephane Poveda說道：“分析計算有時很難用于向機組人員和認證機構解釋駕駛艙內光線的影響，但這是必要的。借助Ansys Speos，我們可以驗證潛在的影響，然后使用逼真的視覺渲染和仿真向團隊成員和有關部門進行展示。這對于每架直升機的設計和認證過程都有很大助益，特別是在說明駕駛艙內部晝夜變化以及不同天氣條件下的不同照明條件。”

Speos最有益的一大功能是人眼視覺功能。通過此功能，設計人員可以根據人眼視覺傳感器確定不同的視覺性能，比如反射、可視性和可讀性。憑借這種見解，設計人員可以為飛行員和機組人員創造更安全的照明條件。通過完善的人眼傳感器模型，Speos提供了針對亮度和沉浸式360度觀察器結果的人眼視覺算法。使用生理學人眼視覺建模，設計人員可以優化顏色、對比度、和諧度、光均勻性和強度，同時還考慮包括晝夜視覺在內的環境照明條件，從而提高顯示器的視覺感知質量。

利用仿真驅動的設計提高效率

Speos的另一個有益特性是其廣泛的光學庫，其中包括超過4200種光源和材料樣本。在這個在線數據庫的支持下，Airbus可為每種設計選擇更高效、更合適的材料。此外，借助Speos的照明系統分析器工具，工程師可以確保其選擇符合設計要求，并驗證其是否符合行業或法律標準。

Ansys應用工程經理Fabien Bastide表示：“像Speos這樣的先進光學設計軟件工具，對Airbus設計和優化直升機光學系統非常有幫助。優化的設備、改進的材料選擇和先進的技術，可為飛機制造流程帶來重要價值。”

此外，優化的設備和材料選擇使制造商能夠更輕松地遵守重量和性能合規性要求，從而加速認證流程。同樣，Ansys光學系統設計分析使工程師能夠對新的可回收材料的行為進行建模，并更新舊技術，例如使用先進的LED取代以前的照明，以降低功耗。

Bastide補充道：“這些工具使工程師能夠考慮視野、分辨率和圖像質量等各種因素，并在不同的照明條件和環境因素下進行系統性能仿真。因此，制造商可以獲得對于潛在問題的寶貴見解，并做出明智的設計決策。”

通過改進材料選擇并采用更多的虛擬測試和原型制作，Airbus能夠減少材料浪費，同時減少與物理測試和原型制作相關的時間、能源和成本。此外，通過Speos圖形處理單元（GPU）計算，可顯著提高仿真性能，包括將平均速度提高140-260倍，同時不會降低準確度。

改善未來飛行視野

隨著航空業努力滿足消費者需求、安全性法規和實施全球可持續發展舉措，制造商越來越頻繁地納入數字化轉型，并在開發流程中盡早地集成仿真，從而為設計提供寶貴信息。在Speos的助力下，Airbus等制造商繼續改進安全關鍵型駕駛艙設計，同時滿足行業期望。