Првиет Хабр! Предлагаю вашему вниманию перевод статьи «Assessing the danger of drone strike: unique test bench to measure collision impact».
Беспилотники резко набирают популярность во всём мире. Вместе с этим растёт и число происшествий с их участием. В 2017 году в Канаде пассажирский самолёт, совершая посадку, столкнулся с дроном, но катастрофы удалось избежать. При производстве самолёты проходят испытания на птицестойкость, эти процедуры обязательны. Испытания же с беспилотниками пока ещё не проводят. Институт динамики быстропротекающих процессов общества Фраунгофера (Институт Эрнста Маха) (EMI) хочет разобраться насколько дроны опасны для самолётов и как они себя поведут в различных ситуациях. Для этого будет разработан испытательный стенд.
В последние годы дроны всё чаще становятся помехой для воздушного транспорта. В 2018 году в аэропортах Германии зарегистрировано 158 таких случаев. Федеральная полиция выступила с публичным заявлением, что беспилотные летательные объекты представляют серьёзную угрозу. В начале мая этого года аэропорт Франкфурт-на-Майне был вынужден временно приостановить работу из-за беспилотника. Предполагается, что общее число дронов в обращении в Германии увеличится к 2030 году до 847000 штук, рост составит почти 80%. Беспилотники представляют угрозу не только идущим на посадку самолётам, но и вертолётам на малой высоте. Пилоты опасаются, что дроны могут врезаться в лобовое стекло, задеть двигатель или носок крыла. Эксперты сходятся во мнении, что беспилотники способны нанести более серьёзные повреждения, чем птицы. Самолёты допускают к полётам, только если они прошли испытания на птицестойкость. В случае же с дронами, никаких испытаний не проводится. Исследователи из фрайбургского института Фраунгофера EMI планируют изменить ситуацию. «С точки зрения аэромеханики, беспилотник сильно отличается от птицы и по поведению, и по весу». – поясняет доктор наук, Себастьян Шопферер, участник проекта. «Поэтому неясно, сможет ли самолёт так же успешно отбиться от дрона, как и от птиц.»
Michael May
Использование беспилотников вблизи вертолётов запрещено
Первые испытания на ударную нагрузку только подтвердили опасность батарей и двигателей беспилотников. «При помощи сжатого воздуха нам удалось запустить аккумулятор и двигатель на скорости от 115 до 255 м/с в алюминиевую пластину, толщиной 8мм,» — продолжает Шопферер. Из-за своей массы оба компонента в состоянии нанести серьёзные повреждения. «Результатом теста стали существенная деформация и вмятины на пластине, а сами аккумулятор и двигатель разлетелись на части.» Эксперимент был записан на высокоскоростную видеокамеру.
Fraunhofer EMI
Стандартный литий-ионный аккумулятор (приблизительно 700гр) для дрона
Fraunhofer EMI
Так выглядит батарея после встречи с алюминиевой пластиной
Основная задача проводимых тестов – определить движущую силу в момент столкновения с вышеупомянутыми компонентами дрона и рассчитать урон для авиационных материалов, таких как алюминиевые сплавы и волоконный композиционный материал. Помимо этого, исследователи провели несколько тестов под квазистатическим давлением, чтобы определить прочность и гибкость компонентов беспилотника. Результаты тестов помогут в построении необходимого количества имитационных моделей для авиационной промышленности. Имитационные модели дадут возможность оценить сопротивление новых материалов ударам беспилотников.
Для наибольшей реалистичности симуляций исследователи собираются сконструировать новый стенд для тестирования целых беспилотников массой не более 3кг и скоростью не более 150м/с. «Мы сможем изучить масштабы повреждений как и самих объектов, так и дронов. Сможем протестировать как гибкие, так и негибкие объекты. В итоге, скорее всего, убедимся, что беспилотники могут привести к катастрофе. Эксперименты с такими тяжёлыми дронами ещё никто не проводил.» Тестировать будут как любительские, так и полупрофессиональные БПЛА массой 1-3кг. Данные исследования помогут авиапроизводителям и надзирающим органам точнее оценить потенциальную угрозу того или иного беспилотника для воздушного транспорта.
Беспилотники резко набирают популярность во всём мире. Вместе с этим растёт и число происшествий с их участием. В 2017 году в Канаде пассажирский самолёт, совершая посадку, столкнулся с дроном, но катастрофы удалось избежать. При производстве самолёты проходят испытания на птицестойкость, эти процедуры обязательны. Испытания же с беспилотниками пока ещё не проводят. Институт динамики быстропротекающих процессов общества Фраунгофера (Институт Эрнста Маха) (EMI) хочет разобраться насколько дроны опасны для самолётов и как они себя поведут в различных ситуациях. Для этого будет разработан испытательный стенд.
В последние годы дроны всё чаще становятся помехой для воздушного транспорта. В 2018 году в аэропортах Германии зарегистрировано 158 таких случаев. Федеральная полиция выступила с публичным заявлением, что беспилотные летательные объекты представляют серьёзную угрозу. В начале мая этого года аэропорт Франкфурт-на-Майне был вынужден временно приостановить работу из-за беспилотника. Предполагается, что общее число дронов в обращении в Германии увеличится к 2030 году до 847000 штук, рост составит почти 80%. Беспилотники представляют угрозу не только идущим на посадку самолётам, но и вертолётам на малой высоте. Пилоты опасаются, что дроны могут врезаться в лобовое стекло, задеть двигатель или носок крыла. Эксперты сходятся во мнении, что беспилотники способны нанести более серьёзные повреждения, чем птицы. Самолёты допускают к полётам, только если они прошли испытания на птицестойкость. В случае же с дронами, никаких испытаний не проводится. Исследователи из фрайбургского института Фраунгофера EMI планируют изменить ситуацию. «С точки зрения аэромеханики, беспилотник сильно отличается от птицы и по поведению, и по весу». – поясняет доктор наук, Себастьян Шопферер, участник проекта. «Поэтому неясно, сможет ли самолёт так же успешно отбиться от дрона, как и от птиц.»
Michael May
Использование беспилотников вблизи вертолётов запрещено
Большая угроза для безопасности
Первые испытания на ударную нагрузку только подтвердили опасность батарей и двигателей беспилотников. «При помощи сжатого воздуха нам удалось запустить аккумулятор и двигатель на скорости от 115 до 255 м/с в алюминиевую пластину, толщиной 8мм,» — продолжает Шопферер. Из-за своей массы оба компонента в состоянии нанести серьёзные повреждения. «Результатом теста стали существенная деформация и вмятины на пластине, а сами аккумулятор и двигатель разлетелись на части.» Эксперимент был записан на высокоскоростную видеокамеру.
Fraunhofer EMI
Стандартный литий-ионный аккумулятор (приблизительно 700гр) для дрона
Fraunhofer EMI
Так выглядит батарея после встречи с алюминиевой пластиной
Основная задача проводимых тестов – определить движущую силу в момент столкновения с вышеупомянутыми компонентами дрона и рассчитать урон для авиационных материалов, таких как алюминиевые сплавы и волоконный композиционный материал. Помимо этого, исследователи провели несколько тестов под квазистатическим давлением, чтобы определить прочность и гибкость компонентов беспилотника. Результаты тестов помогут в построении необходимого количества имитационных моделей для авиационной промышленности. Имитационные модели дадут возможность оценить сопротивление новых материалов ударам беспилотников.
Испытания с полноразмерными дронами
Для наибольшей реалистичности симуляций исследователи собираются сконструировать новый стенд для тестирования целых беспилотников массой не более 3кг и скоростью не более 150м/с. «Мы сможем изучить масштабы повреждений как и самих объектов, так и дронов. Сможем протестировать как гибкие, так и негибкие объекты. В итоге, скорее всего, убедимся, что беспилотники могут привести к катастрофе. Эксперименты с такими тяжёлыми дронами ещё никто не проводил.» Тестировать будут как любительские, так и полупрофессиональные БПЛА массой 1-3кг. Данные исследования помогут авиапроизводителям и надзирающим органам точнее оценить потенциальную угрозу того или иного беспилотника для воздушного транспорта.