Berekeningen laten zien dat catastrofale botsingen tussen drone-vliegtuigen zullen gebeuren

Niemand kan met absoluut vertrouwen zeggen wat er zal gebeuren wanneer burgerdrones - met camera uitgeruste quadcopters die een half dozijn pond wegen - in botsing komen met vliegtuigen omdat het nog niet is gebeurd. Maar de prognose is grimmig. De Federal Aviation Administration, die de schrikachtige kattebenadering volgt, meldde in augustus dat er 650 'close calls' waren (hoewel hobbyistische groepen, zoals de Academy of Model Aeronautics, betwisten hoe dicht die oproepen waren). Iedereen kan het erover eens zijn dat burgerdrinken of 'speelgoed'-drones potentiële risico's opleveren, waarbij regelgevers en belangengroepen gelijk het belang van goede vlieggewoonten hameren.

Het kwantificeren van dat veiligheidsrisico is een heel ander verhaal.

"We moeten de gevaren herkennen die de speelgoedhommel vormt voor het bemande luchtruim", vertelt W. Hulsey Smith, CEO van aerospace- en defensietechnologiebedrijf Aero Kinetics. omgekeerde. Smith en Freddie L. Main III, een mechanische ingenieur van Aero Kinetics, zijn van mening dat botsingen als een onvermijdelijkheid moeten worden behandeld. "Statistisch gezien zou ik zeggen dat het een zekerheid is", zegt Smith, daarbij verwijzend naar de explosieve groei van de civiele drone-industrie (schattingen van 200.000 drones per maand en de voorspelling door de FAA van een miljoen drones voor het vakantieseizoen 2015).

Op donderdag brachten Smith en Main een rapport uit waarin het destructieve potentieel van drone-aanvallen werd vergeleken met de destructieve realiteit van vogelaanvaringen (we herinneren ons allemaal Captain Sully). Vogels, zoals de Indiana Jones-fan zich zal herinneren, kunnen verrassende hoeveelheden schade aan vliegtuigen veroorzaken; de auteurs halen jaarlijks $ 951.000.000 schade op aan vogels die botsen met vliegtuigen en helikopters.

Eerst blozen, een 6-pond DJI Inspire en een 7-pond Canadese gans lijken misschien dat ze een vergelijkbaar destructief potentieel hebben, door pure deugd van massa. Het is een verleidelijke gelijkwaardigheid, maar ook verkeerd.

"Vogels zijn meestal gemaakt van water - ze zijn zacht," zegt Main, "en hebben een hoge elasticiteitsmodulus." Drones daarentegen zijn van metaal en chroom en koolstofvezel en zijn eerder geneigd om in granaatscherven te breken dan squish. Main vergelijkt het verschil met het laten crashen van een Indy 500-raceauto in een betonnen muur of een barrière van schuim.

Op basis van impulsberekeningen uit de nieuwe studie blijkt dat schade en letsel door directe botsing met een rotocraft-voorruit "kwalitatief gezien niet verdedigbaar zijn op basis van de kinetische energie van de schok." Dat is slecht nieuws voor zowel dronepiloten als piloten van luchtvaartmaatschappijen. Dat gezegd hebbende, is het vermeldenswaard dat er nog geen consensus is over de bevindingen. Een expert op het gebied van drone-turbinemodellering die weigerde te worden gevraagd of de in het onderzoek gebruikte impulsvergelijking schade adequaat kon modelleren.

Dit is echter allemaal theoretisch, en een van slechts een handvol studies die dronevlak botsingen onderzoeken; in oktober modelleerden ingenieurs van Virginia Tech wat er zou gebeuren in een turbine die in een drone werd gezogen. De modellen onthulden, volgens een persbericht:

"Een 8-pond quadcopter drone kan de ventilatorbladen van een turbinefotormotor met een diameter van 9 voet uit elkaar scheuren tijdens het opstijgen in minder dan 1 / 200ste van een seconde. De snelheid van dronepuin dat in de motor rondslingert, kan snelheden bereiken van 715 mijl per uur. Gebroken bladen zouden ook meer fragmenten creëren als de ventilator afbrokkelt en de motorblokbehuizing vervormt, hetgeen bijdraagt ​​aan catastrofale motorstoringen."

Smith en Main erkennen dat het onderzoek dat in het rapport wordt geschetst vrij inleidend is - er zijn veel meer factoren die bijdragen aan een crash dan impuls alleen - en pleiten voor meer concrete studies zoals een luchtkanon dat een drone in een testturbine vuurt. Dit is een procedure die al in de industrie wordt toegepast, waarbij gesimuleerde lichaampjes van hagel en vogels in straalmotoren worden geschoten:

Alle modellen tot nu toe zijn enkelvoudige aanvallen geweest - we weten niet wat er zal gebeuren zodra dronezwermen werkelijkheid worden. De meest catastrofale vogelvliegtuigen, zoals US Airways Flight 1549, hebben plaatsgevonden toen turbines hele gaggles van ganzen hebben weggezogen. "Het is een goede vraag. Het is mogelijk dat je een zwerm drones of verschillende drones in dezelfde omgeving hebt, "zegt Smith," hoewel dat waarschijnlijk minder waarschijnlijk is dan een zwerm vogels."

De auteurs van de branche benadrukken dat ze geen anti-drone zijn - het idee is dat de burger drone vliegers, met name degenen die nieuw zijn in de hobby, voorzichtig zijn bij het lanceren van hun machines in de lucht. "Net zo goed als iedereen verantwoord zou moeten drinken," zegt Main, "we moeten verantwoord vliegen."

Animatie met dank aan Crashworthiness voor Aerospace Structures and Hybrids (CRASH) Lab, Virginia Tech, mei 2015.