Podcast Big Compute : Boom Supersonic – Repousser les limites de la conception aérospatiale
Dans ce nouvel article concernant notre nouveau projet Gros calcul Épisode de podcast, l'animateur Gabriel Broner interviewe Josh Krall, co-fondateur et vice-président de la technologie chez Boom Supersonic. Boom utilise le HPC dans le cloud pour concevoir un avion supersonique pour passagers et relever les défis techniques et commerciaux qu'il pose.
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Aperçu et commentaires clés
Nous avons été témoins d’un succès technique avec le vol supersonique du Concorde, mais les aspects économiques n’ont pas fonctionné. Plus de quarante ans plus tard, Boom se lance dans la construction d'Overture, un avion supersonique, où les passagers paieront le prix des sièges en classe affaires d'aujourd'hui. Boom utilise le HPC dans le Cloud et a reçu en 2017 le prix HPCwire Readers pour la meilleure utilisation du HPC dans le Cloud.
Pourquoi le vol supersonique
Josh Krall nous dit que le vol supersonique réduira non seulement le temps de vol de moitié, mais qu'un effet de second ordre impactant est qu'il rapprochera le monde :
« Boom Supersonic vise à redéfinir ce que signifie voler, en réduisant de moitié le temps de trajet pour remplir la mission de rapprocher le monde. Nous sommes environ 2.6 fois plus rapides à Mach 2.2. Pour la plupart d’entre nous, il n’a pas vécu l’expérience de réduire de moitié le temps de trajet au cours de sa vie. Ce que nous avons appris, c’est que l’effet de second ordre tend à être tout aussi important. Le type de voyage que vous choisissez de faire change complètement. Avant l’adoption des avions à réaction, il fallait 15 heures pour se rendre à Hawaï, donc peu de gens feraient ce voyage. Après l’introduction des jets, Hawaï est devenue une destination et les voyages ont décuplé. L’Australie est aujourd’hui à 15 heures de la côte ouest des États-Unis. »
Sur l'analyse de rentabilisation
« Concorde était en avance sur son temps. Une merveille technologique. Ils n’en ont réalisé que 14 exemplaires et ils se trouvent aujourd’hui dans des musées. Les inconvénients fondamentaux étaient l’efficacité et l’économie. Ils avaient plus de sièges qu’ils ne pouvaient en remplir, et ont donc dû facturer des billets à des prix élevés en raison des coûts d’exploitation et de maintenance.
« Les concepteurs du Concorde n'avaient pas accès aux matériaux composites modernes en fibre de carbone, ils ont utilisé des souffleries pendant des décennies au lieu de la dynamique des fluides numérique d'aujourd'hui, et les systèmes de propulsion étaient des moteurs à réaction avec postcombustion. Aujourd’hui, nous disposons de moteurs à double flux modernes qui sont considérablement plus efficaces. Grâce à ces gains d'efficacité, nous pouvons commercialiser Overture aujourd'hui, en s'adressant à un marché beaucoup plus vaste, et son fonctionnement sera nettement moins coûteux : nous avons 55 sièges à pourvoir au lieu de 100 ; les coûts d'exploitation sont similaires à ceux de la classe de bâtiment subsonique ; il est viable sur des centaines de milliers de routes long-courriers ; ce sera plus silencieux, plus efficace et plus abordable.
« En plus de cela, le marché des voyages long-courriers en classe affaires sur l'eau a connu une croissance spectaculaire depuis l'époque du Concorde, ce qui contribue à l'économie d'exploitation. Vous pouvez disposer de centaines d’avions et d’un réseau robuste pour réduire les coûts de maintenance. Nous avons déjà vendu 30 avions à Japan Airlines et Virgin Airlines.
Pourquoi le HPC dans le cloud
« Nous sommes une start-up. Au début, nous devions utiliser notre capital pour développer l’entreprise. Ce que Rescale et HPC dans le cloud offraient était un moyen d'éviter les coûts d'infrastructure initiaux.
« Aujourd’hui, nous ne sommes pas aussi contraints par le capital. Nous avons levé des fonds et nous avons la possibilité d'investir dans une infrastructure sur site, mais nous valorisons le cloud pour différentes raisons, qui sont davantage liées aux contraintes du sur site. Ce mois-ci, nous effectuerons 13,000,000 XNUMX XNUMX d'heures de base de travail de simulation et la possibilité d'effectuer ce travail rapidement, en jours au lieu de semaines, ou en semaines au lieu de mois, nous donne beaucoup plus d'agilité en matière de calendrier et permet aux ingénieurs d'obtenir les résultats quand ils en ont besoin, au lieu d'avoir à planifier autour de systèmes sur site très utilisés.
Sur les candidatures et les résultats
« Nous avons deux équipes différentes qui font des simulations. Notre principale équipe externe d'aérodynamique effectue une simulation complète de l'avion pour prouver les caractéristiques de vol, le contrôle de stabilité, les charges et tous les flux de travail avec de grands ensembles de données. Notre équipe de propulsion s’occupe de l’aérodynamique d’admission. Ils effectuent à la fois des travaux de conception et des travaux plus complexes sur des cas stables, des cas de flottement et des simulations de chocs. Nous avons commencé avec des codes open source et NASA comme Fun3D et Cart3D, et maintenant nous commençons à utiliser des codes propriétaires comme Numeca et CFD++. Nous avons une approche du « meilleur outil pour le travail ».
« En ce qui concerne les résultats, nous modélisons un écoulement tourbillonnaire complexe sur une aile delta à basse vitesse, ce qui n’est pas un problème facile à résoudre. Même chose avec l'aérodynamique d'admission. Les concepteurs du Concorde ont mis une décennie pour concevoir correctement l'entrée d'air et nos concepteurs ont pu le faire en neuf mois en exécutant les types de simulations CFD que vous pouvez réaliser aujourd'hui.
"Nous avons validé nos résultats contre des souffleries, à la fois en aérodynamique supersonique et à basse vitesse, et nous obtenons de très bons résultats."
Quand va-t-il voler
«Nous avons commencé par construire le XB1, un avion de démonstration supersonique. Il s’agit des mêmes technologies que celles que nous mettrons sur le marché. Les données de nos vols d’essai nous aideront à affiner la conception de l’avion de ligne de 55 places. La majeure partie de notre équipe se concentre sur notre démonstrateur. Nous envisageons de le faire tester en vol d’ici la fin de cette année, et en test supersonique au début de l’année prochaine. Une équipe réalise les premières conceptions d’Overture, l’avion lui-même, que nous prévoyons d’ici le milieu des années 2020. »
Défis
« D'un point de vue HPC, le plus grand défi est de savoir comment gérer la croissance du programme et les demandes de calcul. Nous avons besoin de très hautes performances et certaines plates-formes cloud traditionnelles ont du mal à y parvenir. Nous travaillons avec l’équipe Rescale sur la façon dont nous allons gérer des problèmes de très grande envergure, « milliard de nœuds ».
Apprentissage
« Pour les cas de conception ponctuels ou les flux de travail d'un seul ingénieur, le cloud est prêt à fonctionner. Ce que Rescale propose immédiatement est tout à fait capable de travailler dans le cloud pour ce que vous feriez sur site.
« À grande échelle, tout comme sur site, vous devez investir dans des outils. C'est différent du système sur site, car vous bénéficiez des avantages d'une capacité bien plus grande. Notre partenariat avec Rescale dans ce domaine a été vraiment inestimable. Nous avons réalisé beaucoup de co-développement qui pourrait ouvrir la voie à d’autres.
