O que acontece quando um drone atinge um avião? “ASSURE UAS (Alliance for System Safety of UAS)” Av
WASHINGTON, DC - A pesquisa inicial de um consórcio de universidades líderes, através da Aliança para a Segurança do Sistema de UAS através da Excelência em Pesquisa (ASSURE), começou a melhorar a compreensão do dano físico associado a pequenas aeronaves não tripuladas - ou drones - colidindo com o ar com aeronaves comerciais e da GA.
A equipe de pesquisa ASSURE estabeleceu responder a questão do que acontece quando - não se - há uma colisão entre um sUAS e um avião.
"Embora os efeitos dos impactos das aves nos aviões estejam bem documentados, pouco se sabe sobre os efeitos de sUAS mais rígidos e de maior massa em estruturas de aeronaves e sistemas de propulsão", disse Marty Rogers, diretora da ASSURE, do Mississippi State University. "Os resultados deste trabalho são fundamentais para a segurança das viagens aéreas comerciais aqui nos Estados Unidos e em todo o mundo".
Os esforços dos pesquisadores começaram pela primeira determinação dos cenários de impacto mais prováveis. Isso foi feito revisando ambientes operacionais tanto para sUAS quanto para aeronaves tripuladas. A equipe selecionou as aeronaves comerciais e de negócios e sUAS com base nesses cenários de impacto e sua exposição provável para si.
O transporte aéreo comercial de corpo estreito selecionado foi característico de uma aeronave Boeing B737 e Airbus A320, que representa 70% da frota de aeronaves comerciais.
O modelo de jato de negócios representava um Learjet 30/40/50. Da mesma forma, a equipe selecionou um pequeno quadrictrator e uma aeronave não tripulada com asa fixa como representante das ameaças mais prováveis para aviões tripulados.
Os pesquisadores determinaram que as áreas de aeronaves tripuladas provavelmente seriam impactadas como as bordas de asa, estabilizadores verticais e horizontais e pára-brisas.
ASSURE pesquisadores também realizaram simulações de impacto do motor na seção de ventilador de um modelo existente de turbofan-motor de tamanho comercial, que a FAA usou anteriormente para teste de lâmina de ventilador.
A equipe da FAA / ASSURE realizou esta pesquisa para informar melhor o escopo da próxima fase de pesquisa, bem como as variáveis críticas essenciais à sua pesquisa contínua e testes de ingesta de motores, de acordo com funcionários.
"Foram realizadas simulações computacionais, apoiadas por testes de nível de material e componente, para determinar os efeitos dos impactos do sUAS em aeronaves tripuladas", disse Gerardo Olivares, Ph.D., Diretor, Crash Dynamics e Computational Mechanics Laboratories na Wichita State University. "Conduzir este estudo através de testes físicos em grande escala não teria sido possível a partir de uma perspectiva de custo e tempo devido à imensa complexidade da tarefa. Por outro lado, a simulação nos permitiu estudar mais de 180 cenários de impacto em um período de 12 meses. Para garantir que os resultados prevejam com precisão o comportamento físico real das colisões, passamos muito tempo desenvolvendo, verificando e validando modelos detalhados de aeronaves tripuladas e não tripuladas. Uma vez que os modelos são validados, podemos usá-los no futuro para investigar outros cenários de impacto ".
Os pesquisadores observaram vários níveis de fusão e danos do motor em todas as simulações de colisão sUAS. Eles confirmaram que a energia (massa e velocidade do projétil) e a rigidez das sUAS são os principais drivers de danos causados pelo impacto.
Esta pesquisa mostrou que a gravidade da colisão também depende das características de design do sUAS e da dinâmica do impacto.
Os fabricantes de aeronaves comerciais projetam componentes estruturais de aeronaves para suportar ataques de pássaros de aves de até oito quilos para o empenagem e quatro libras para o pára-brisas.
ASSURE simulações mostram que as colisões de sUAS infligem mais danos físicos do que a de um tamanho equivalente e velocidade de ataque de pássaros.
Os componentes do sUAS são muito mais rígidos do que os pássaros, que são principalmente compostos de água. Portanto, os regulamentos de certificação de pouso de aves não são apropriados para aviões não tripulados. Além disso, os reguladores não exigem e os fabricantes não projetam aeronaves comerciais e de negócios para suportar colisões de outras aeronaves.
A equipe de pesquisa ASSURE também realizou testes físicos e simulação em baterias de lítio sUAS. Os impactos típicos de alta velocidade causaram a destruição completa da bateria, portanto, nesses casos, não houve um risco aumentado de incêndio devido a uma bateria em curto.
No entanto, durante alguns dos impactos de baixa velocidade, associados à aterragem e decolagem, a bateria não foi completamente destruída. Em algumas dessas simulações, a bateria permaneceu alojada na estrutura e havia potencial para aumentar o risco de incêndio na bateria.
As descobertas mostram a importância de pesquisar e regular adequadamente o uso de sUAS em um sistema nacional de espaço aéreo, afirmam autoridades.
Embora os recursos de design possam diminuir a gravidade de um impacto de drone, os pilotos sUAS e o público devem estar atentos e respeitados pelos regulamentos para operações sUAS seguras. É fundamental que tudo seja feito para evitar que essas colisões ocorram através da separação segura de todas as aeronaves, tripuladas e não tripuladas, observam os pesquisadores.
A FAA dependerá da comunidade sUAS para ajudar a desenvolver a tecnologia para detectar e evitar adequadamente para que essas aeronaves não se encontrem em vôo.
Este é o primeiro de uma série de projetos de pesquisa realizados para compreender e quantificar a gravidade potencial de colisões no ar. Estudos futuros investigarão a gravidade das colisões com aeronaves de aviação geral, rotorcraft e motores de turbofan de alto desvio representativos daquelas encontradas nas frotas aéreas hoje.
Devido ao alcance e à magnitude desta pesquisa e ao impacto que terá sobre a segurança industrial e do espaço aéreo nacional, os estudos subseqüentes serão divididos em múltiplas fases, iniciando este ano e passando pelo AF21.
