Vurdering af faren for droneangreb:unik testbænk til måling af kollisionspåvirkning

Den hurtige stigning i antallet af droner på verdensplan er blevet ledsaget af stigende rapporter om næsten uheld med kommercielle fly. I 2017 mens man kommer ind til land, et canadisk passagerfly kolliderede faktisk med en drone, med nød og næppe at undslippe katastrofen. Fugleangrebsprøver for fly er obligatoriske. Til dato, imidlertid, der er ingen tilsvarende standardtestprocedure for kollisioner med droner. For grundlæggende at kunne forstå konsekvenserne af en kollision mellem et fly og en drone, Fraunhofer Institute for High-Speed ​​Dynamics, Ernst-Mach-Institut, EMI planlægger nu at bygge en testbænk til at genskabe forskellige kollisionsscenarier med komplette droner.

Forekomsten af ​​droner, der påvirker flytrafikken, er steget i de senere år. I 2018, der var 158 tilfælde rapporteret i tyske lufthavne. Ja, Tysklands forbundspoliti har advaret om en massiv trussel fra ubemandede luftfartøjer. Dette år, i begyndelsen af ​​maj, flyveoperationer i Frankfurt Lufthavn måtte lukkes helt ned i en kort periode efter observation af en drone. Det samlede antal droner i privat og kommerciel brug i Tyskland forventes at stige til 847, 000 inden 2030, en stigning på næsten 80 pct.

Droner truer ikke kun fly, der kommer ind i land, men også lavtflyvende helikoptere. Piloter lever i frygt for at en drone rammer forruden i cockpittet, motoren eller forkanten af ​​vingerne. Eksperter er af den opfattelse, at et sammenstød med en drone vil forårsage mere skade på flyet end påvirkningen af ​​et fugleangreb. Før de bliver certificeret til brug, fly skal gennemgå en standardtest for at vurdere deres tolerance over for fugleangreb. I tilfælde af droner, imidlertid, der er ingen sådanne regler. Forskere fra Fraunhofer EMI i Freiburg er ivrige efter at se ændringer her. "Fra et mekanisk synspunkt, droner opfører sig anderledes end fugle og vejer også betydeligt mere, " forklarer Dr. Sebastian Schopferer, en af ​​de videnskabsmænd, der arbejder på dette projekt. "Det er derfor usikkert, om et fly, der med succes er blevet testet mod fugleangreb, ville også overleve en kollision med en drone."

En stor trussel mod sikkerheden

Indledende slagtest med dronebatterier og motorer har bekræftet faren. "Ved brug af trykluft, vi accelererede disse to komponenter til hastigheder fra 115 til 255 meter i sekundet og affyrede dem mod aluminiumsplader op til otte millimeter i tykkelse, der var monteret i en testbænk, " forklarer Schopferer. I betragtning af deres vægt, både batteriet og motoren kan forårsage store skader:"Der var betydelig deformation og fordybning af pladerne, og dronebatteriet og motoren var fuldstændig ødelagt." Resultatet af testene blev optaget med et højhastighedsvideokamera.

Det primære formål med denne serie af test er at bestemme overførslen af ​​momentum i det øjeblik, hvor de to førnævnte komponenter støder sammen, og at undersøge den tilhørende skade på flymaterialer såsom aluminiumslegeringer og fiberkompositter. Parallelt med disse dynamiske undersøgelser, forskere udførte også en række kvasistatiske tryktest for at bestemme styrken og stivheden af ​​dronekomponenterne. Disse resultater vil spille en væsentlig rolle i udledningen af ​​numerisk effektive, prædiktive simuleringsmodeller, som luftfartsindustrien derefter kan bruge til at konstatere nye og vigtige resultater om droners påvirkningsadfærd. Brug af sådanne modeller i designfasen, det vil være muligt at vurdere modstanden af ​​nye flykomponenter over for en drones påvirkning.

Accelerationstest med komplette droner

For at simulere realistiske påvirkningsscenarier, forskere planlægger nu at konstruere en ny type testbænk til at undersøge virkningen af ​​komplette droner med en maksimal vægt på tre kilo og flyve med hastigheder på op til 150 meter i sekundet. "Vi vil være i stand til at undersøge påvirkningen og fragmenteringen af ​​komplette droner under kollision med både stive og fleksible mål og derved studere de formentlig katastrofale effekter af et droneangreb for et fly, " forklarer Schopferer.

"Tests i denne vægtklasse af drone er aldrig blevet udført før." Testene vil blive udført med en række forskellige droner, inklusive både amatør- og semiprofessionelle modeller, vejer mellem et og tre kilo. Ud over flyfabrikanter, disse undersøgelser vil også gavne luftfartsmyndighederne, give dem vigtig information til en mere dybdegående vurdering af faren for fly fra droner.