Obliczenia pokazują, że dojdzie do katastrofalnych zderzeń samolotów-dronów

Nikt nie może z całkowitą pewnością powiedzieć, co się stanie, gdy cywilne drony - quadkoptery wyposażone w aparaty fotograficzne, które ważą pół tuzina funtów - zderzają się z samolotami, ponieważ jeszcze się nie zdarzyły. Ale prognoza jest ponura. Federalna Administracja Lotnictwa, przyjmując podejście upiornego kota, doniosła w sierpniu, że było 650 „zamkniętych rozmów” (choć grupy hobbystyczne, takie jak Akademia Modelowej Aeronautyki, kwestionują, jak blisko są te połączenia). Wszyscy mogą się zgodzić co do tego, że cywilne lub „zabawkowe” drony stwarzają potencjalne ryzyko, a organy regulacyjne i grupy interesu wbijają do domu znaczenie dobrych nawyków latania.

Określenie ilościowe zagrożenia bezpieczeństwa to zupełnie inna historia.

„Musimy rozpoznać niebezpieczeństwa, jakie zabawki dronowe stanowią dla załogowej przestrzeni powietrznej” - mówi W. Hulsey Smith, dyrektor generalny firmy Aero Kinetics zajmującej się technologiami lotniczymi i obronnymi Odwrotność. Smith i Freddie L. Main III, inżynier mechanik Aero Kinetics, uważają, że zderzenia należy traktować jako nieuchronność. „Statystycznie powiedziałbym, że to pewność”, mówi Smith, powołując się na gwałtowny rozwój branży dronów cywilnych (szacunki 200 000 dronów miesięcznie i przewidywania FAA na milion dronów na sezon wakacyjny 2015).

W czwartek Smith i Main opublikowali raport porównujący niszczycielski potencjał uderzeń dronów w niszczycielską rzeczywistość uderzeń ptaków (wszyscy pamiętamy kapitana Sully). Ptaki, jak wspomina fan Indiany Jonesa, mogą powodować zaskakujące straty w samolotach; autorzy podają 951 000 000 USD szkód rocznie od ptaków zderzających się z samolotami i helikopterami.

Na pierwszy rzut oka 6-funtowy DJI Inspire i 7-funtowa gęś kanadyjska mogą wydawać się, że mają podobny potencjał destrukcyjny, dzięki czystej masie. To kusząca ekwiwalentność, ale także zła.

„Ptaki są w większości zbudowane z wody - są gęste”, mówi Main, „i mają wysoki moduł sprężystości.” Z drugiej strony, drony są metalem i chromem oraz włóknem węglowym, a raczej mogą pękać w odłamki. niż squish. Main porównuje różnicę do zderzenia samochodu wyścigowego Indy 500 z betonową ścianą lub barierą piankową.

Opierając się na obliczeniach impulsu z nowych badań, uszkodzenia i obrażenia spowodowane bezpośrednim zderzeniem z przednią szybą typu „rotocraft” pokazują, że są nie do przejścia w oparciu o energię kinetyczną uderzenia ”. To zła wiadomość dla pilotów samolotów i pilotów. To powiedziawszy, warto zauważyć, że nie ma jeszcze zgody co do ustaleń. Ekspert ds. Modelowania turbin dronowych, który odmówił podania nazwiska, zapytał, czy równanie impulsu zastosowane w badaniu może odpowiednio modelować uszkodzenia.

Jest to jednak wszystko teoretyczne i jedno z niewielu badań badających zderzenia samolotu z dronem; w październiku inżynierowie z Virginia Tech wymodelowali, co wydarzy się w turbinie zasysanej przez drona. Modele ujawniły się zgodnie z komunikatem prasowym:

„8-funtowy dron quadkoptera może rozerwać łopatki wentylatora silnika turbowentylatorowego o średnicy 9 stóp podczas startu w czasie krótszym niż 1/200 sekundy. Prędkość szczątków dronów rozbijających się wewnątrz silnika może osiągnąć prędkość 715 mil na godzinę. Złamane ostrza również powodują powstawanie większej ilości odłamków, gdy wentylator kruszy się i wypacza obudowę bloku silnika, przyczyniając się do katastrofalnej awarii silnika. ”

Smith i Main przyznają, że badania przedstawione w raporcie są dość wstępne - jest o wiele więcej czynników przyczyniających się do wypadku niż sam impuls - i wymagają bardziej konkretnych badań, takich jak działo powietrzne, które wystrzeliwuje drona w turbinę testową. Jest to procedura już stosowana w przemyśle, wysadzająca symulowane gradobicia i zwłoki ptaków do silników odrzutowych:

Wszystkie modele do tej pory były pojedynczymi uderzeniami - nie wiemy, co się stanie, gdy roje dronów staną się rzeczywistością. Najbardziej katastrofalne uderzenia samolotu pasażerskiego, takie jak US Airways Flight 1549, miały miejsce, gdy turbiny zassały całe gęsi gęsi. „To dobre pytanie. Możliwe, że możesz mieć rój dronów lub kilka dronów w tym samym środowisku - mówi Smith - choć prawdopodobnie jest to mniej prawdopodobne niż stado ptaków.

Autorzy branży podkreślają, że nie są anty-dronami - pomysł polega na tym, że cywilne lotniki bezzałogowe, zwłaszcza te, które dopiero zaczynają hobby, zachowują ostrożność podczas uruchamiania swoich maszyn w przestworza. „Równie dobrze wszyscy powinni pić odpowiedzialnie”, mówi Main, „powinniśmy lecieć odpowiedzialnie”.

Animacja dzięki uprzejmości Crashworthiness dla Aerospace Structures and Hybrids (CRASH) Lab, Virginia Tech, maj 2015.