De snelle stijging van het aantal drones wereldwijd gaat gepaard met toenemende meldingen van bijna-ongevallen met commerciële vliegtuigen. in 2017, terwijl hij landt, een Canadees passagiersvliegtuig daadwerkelijk in aanvaring kwam met een drone, ternauwernood ontsnappen aan een ramp. Vogelaanvaringstests voor vliegtuigen zijn verplicht. Daten, echter, er is geen gelijkwaardige standaard testprocedure voor botsingen met drones. Om de gevolgen van een botsing tussen een vliegtuig en een drone fundamenteel te kunnen begrijpen, het Fraunhofer Instituut voor Hogesnelheidsdynamica, Ernst-Mach-Institut, EMI is nu van plan om een ​​testbank te bouwen voor het nabootsen van verschillende botsingsscenario's met complete drones.

Het aantal drones dat van invloed is op het luchtverkeer is de afgelopen jaren toegenomen. in 2018, er waren 158 gevallen gemeld op Duitse luchthavens. Inderdaad, De Duitse federale politie heeft gewaarschuwd voor een enorme dreiging van onbemande luchtvaartuigen. Dit jaar, begin mei, vliegoperaties op de luchthaven van Frankfurt moesten voor een korte periode volledig worden stilgelegd na de waarneming van een drone. Het totale aantal drones in particulier en commercieel gebruik in Duitsland zal naar verwachting stijgen tot 847, 000 tegen 2030, een stijging van bijna 80 procent.

Drones brengen niet alleen vliegtuigen in gevaar die aan land komen, maar ook laagvliegende helikopters. Piloten leven in angst dat een drone de voorruit van de cockpit raakt, de motor of de voorrand van de vleugels. Experts zijn van mening dat een botsing met een drone meer schade aan het vliegtuig zou veroorzaken dan de impact van een vogelaanvaring. Alvorens te worden gecertificeerd voor gebruik, vliegtuigen moeten een standaardtest ondergaan om hun tolerantie voor vogelaanvaringen te beoordelen. In het geval van drones, echter, dergelijke voorschriften zijn er niet. Onderzoekers van Fraunhofer EMI in Freiburg zien hier graag veranderingen in. "Vanuit mechanisch oogpunt drones gedragen zich anders dan vogels en wegen ook aanzienlijk meer, " legt Dr. Sebastian Schopferer uit, een van de wetenschappers die aan dit project werkt. "Het is dus onzeker, of een vliegtuig dat met succes is getest tegen vogelaanvaring, zou ook een botsing met een drone overleven."

Een grote bedreiging voor de veiligheid

Eerste botstests met drone-batterijen en -motoren hebben het gevaar bevestigd. "Met behulp van perslucht, we versnelden deze twee componenten tot snelheden van 115 tot 255 meter per seconde en vuurden ze af op aluminiumplaten tot acht millimeter dik die in een testbank waren gemonteerd, " legt Schopferer uit. Gezien hun gewicht, zowel de batterij als de motor kunnen grote schade aanrichten:"Er was aanzienlijke vervorming en inkeping van de platen, en de drone-batterij en -motor werden volledig vernietigd." De uitkomst van de tests werd vastgelegd met een high-speed videocamera.

Het primaire doel van deze reeks tests is om de overdracht van momentum op het moment van impact met de twee bovengenoemde componenten te bepalen en om de bijbehorende schade aan vliegtuigmaterialen zoals aluminiumlegeringen en vezelcomposieten te onderzoeken. Parallel aan deze dynamische onderzoeken, onderzoekers voerden ook een aantal quasi-statische druktesten uit om de sterkte en stijfheid van de drone-componenten te bepalen. Deze resultaten zullen een essentiële rol spelen bij het afleiden van numeriek efficiënte, voorspellende simulatiemodellen die de luchtvaartindustrie vervolgens kan gebruiken om nieuwe en belangrijke bevindingen over het impactgedrag van drones vast te stellen. Met behulp van dergelijke modellen tijdens de ontwerpfase, het zal mogelijk zijn om de weerstand van nieuwe vliegtuigonderdelen tegen de impact van een drone te beoordelen.

Versnellingstesten met complete drones

Om realistische impactscenario's te simuleren, onderzoekers zijn nu van plan een nieuw type testbank te bouwen voor het onderzoeken van de impact van complete drones met een maximumgewicht van drie kilogram en vliegen met snelheden tot 150 meter per seconde. "We zullen in staat zijn om de impact en fragmentatie van complete drones tijdens botsingen met zowel stijve als flexibele doelen te onderzoeken en daarmee de vermoedelijk catastrofale effecten van een drone-aanval op een vliegtuig te bestuderen, ’, legt Schopferer uit.

"Tests in deze gewichtsklasse van drones zijn nog nooit eerder uitgevoerd." De tests zullen worden uitgevoerd met verschillende drones, inclusief zowel amateur- als semiprofessionele modellen, met een gewicht tussen één en drie kilogram. Naast vliegtuigbouwers, deze onderzoeken zullen ook de luchtvaartautoriteiten ten goede komen, hen belangrijke informatie te verstrekken voor een meer diepgaande beoordeling van het gevaar voor vliegtuigen van drones.