Zderzenia dronów z samolotami - FAA publikuje wyniki badań

Federalna Administracja Lotnictwa USA (FAA) oraz Alliance for System Safety of UAS through Research Excellence (ASSURE) ogłosiły wyniki badań podjętych w celu lepszego zrozumienia fizycznych uszkodzeń mogących wystąpić po zderzeniu małych dronów z biznes jetami i pasażerskimi statkami powietrznymi.

Zespół badawczy postanowił odpowiedzieć na pytanie, co się stanie, gdy dojdzie do kolizji między UAS (Unmanned Aircraft Systems), a samolotem. "Podczas gdy wpływ uderzeń ptaków jest dobrze udokumentowany, niewiele wiadomo o skutkach uderzeń UAS na konstrukcje samolotów i ich jednostki napędowe" - powiedział Marty Rogers z Uniwersytetu Mississippi, dyrektor ASSURE. "Wyniki tej pracy mają kluczowe znaczenie dla bezpieczeństwa komercyjnych podróży lotniczych w Stanach Zjednoczonych i na całym świecie", dodał.

Prace badaczy rozpoczęły się od określenia najbardziej prawdopodobnych scenariuszy oddziaływania. Dokonano tego poprzez sprawdzenie środowisk operacyjnych UAS i załogowych statków powietrznych. Następnie zespół wybrał samoloty komercyjne, biznesowe oraz UAS w oparciu o te scenariusze.

Podczas badań pasażerski transport lotniczy był reprezentowany przez B737 i A320, które stanowią 70% komercyjnej floty samolotów. Model odrzutowców biznesowych reprezentował Learjet 30/40/50. Następnie zespół wybrał mały quadkopter i lekki samolot bezzałogowy o stałych skrzydłach jako reprezentantów najbardziej prawdopodobnych zagrożeń dla załogowych samolotów. Naukowcy określili krawędzie natarcia skrzydeł, pionowe i poziome stateczniki oraz szyby kokpitu, jako obszary załogowych konstrukcji, które w pierwszej kolejności są narażone na uderzenia.

"Symulacje komputerowe, poparte badaniami na poziomie materiałów i komponentów, zostały przeprowadzone w celu określenia wpływu oddziaływań UAS na załogowe statki powietrzne" - powiedział dr Gerardo Olivares, dyrektor Crash Dynamics i Computational Mechanics Laboratories na Uniwersytecie Stanowym Wichita. "Przeprowadzenie tego badania za pomocą testów fizycznych na pełną skalę nie byłoby możliwe z powodu kosztów, czasu i ogromnej złożoności zadania. Z drugiej strony symulacja umożliwiła nam zbadanie ponad 180 scenariuszy oddziaływania. Aby zapewnić dokładne wyniki rzeczywistego fizycznego zachowania kolizji, spędziliśmy dużo czasu na opracowywaniu, weryfikowaniu i sprawdzaniu poprawności modeli samolotów załogowych i bezzałogowych”, dodał.

Komercyjni producenci samolotów projektują elementy konstrukcyjne samolotów, które mają wytrzymać uderzenia ptaków o masie do 8 funtów w kadłub i 4 funty w szybę przednią. Symulacje ASSURE pokazują, że kolizje UAS zadają więcej obrażeń fizycznych niż uderzenia ptaka o podobnej masie i poruszającego się z podobną prędkością.

Bezzałogowce są zbudowane z twardych, sztywnych materiałów, podczas gdy ptaki to w większości woda - stwierdzili naukowcy. Testy zostały oparte na symulacjach komputerowych, z dodatkowymi danymi uzyskanymi poprzez przebadanie używanych w lotnictwie materiałów i komponentów.

Niebezpieczeństwo stanowią również akumulatory litowe używane w dronach. Przy uderzeniu z dużą prędkością taki akumulator zostałby zniszczony, ale przy niższej, na przykład podczas podejścia do lądowania lub startu, bateria może wpaść do kadłuba, co zwiększa ryzyko jej pożaru. Konsorcjum planuje kontynuować testy do 2021 r. i zbadać wpływ zderzeń dronów z  samolotami GA, śmigłowcami i silnikami turbowentylatorowymi.

Pełny raport z dotychczasowymi wnioskami opublikowany został tutaj (LINK)