FAA. Столкновение БПЛА и воздушного судна, оценка угроз

БПЛА может нанести серьезный ущерб пилотируемым летательным аппаратам в случае  столкновения с ним

Как мы анонсировали несколько месяцев назад FAA (Федеральное агентство воздушного транспорта США) решило провести исследование различных сценариев столкновения воздушных суден с дроном.

Основной целью исследования было ответить на вопросы:

- Какова серьезность столкновения БПЛА с пилотируемым самолетом?

- Каковы критерии оценки серьезности опасности для столкновения в воздухе дрона (масса, кинетическая энергия и т. Д.)?

- Как дизайн беспилотника может минимизировать потенциальный ущерб во время столкновения в воздухе?

- Можем ли мы классифицировать влияние беспилотного летательного аппарата, как аналогичное удару птицы?

-Какие конкретные характеристики при создании БПЛА  необходимо избегать, чтобы они  не представляли опасность для пилотируемых летающих аппаратов?

- Можем ли мы классифицировать тяжесть столкновения в воздухе дрона с воздушным судном и как эти категории будут выглядеть?

Исследование проводилось на базе высокоточной компьютерной модели, изучались возможные инциденты как с коммерческим транспортом так и самолетами бизнес-класса.

Исследование проходило 17 месяцев, более 140 сценариев отработано с участием как квадрокоптера, так и БПЛА самолетного типа, анализировались разные точки столкновения дрона и пилотируемого воздушного аппарата, риски возникновения пожара воздушного лайнера, вызванного взрывом батареи беспилотника

Вот ряд выводов данного исследования:

  •  Сравнение с ударами птиц
    • столкновения с БПЛА вызвали больший структурный ущерб, чем удары птиц при эквивалентных уровнях энергии удара (то есть равной массы и скорости удара).
    •  Скорость и масса (кинетическая энергия)
      • Кинетическая скорость выше скорости взлета/посадки считается критической для масс, равных или превышающих 2,6 фунта (1,2 кг). В будущем необходимо будет исследовать более низкие массы.
      •  Тяжесть повреждения увеличивается с увеличением массы и скорости
      • Жесткость компонентов
        •  Испытание на уровне компонентов показало, что жесткие компоненты, такие как двигатели, могут наносить ущерб. Тесты показали проникновение двигателей (2,268 унций (64 грамма)) в алюминиевые панели на  0,063 дюйма (1,6 мм) при воздействии в 250 узлов.
        • Полномасштабные симуляции с БПЛА подтвердили, что большая часть ущерба производится более жесткими компонентами (аккумулятор, двигатель, грузом и т.д.)
        • Распределение и соединение масс
          • Распределение массы и жесткости при проектировании  с дроном имеет решающее значение для передачи энергии.
          • При концентрации и объединении масс вероятность критического повреждения увеличивается
          • Моделирование подтвердило, что критический урон возникает, когда большинство масс совпадает с направлением удара.
          • Способность к поглощению энергии
            • Конструкции дрона, которые включают поглощающие энергию компоненты (материалы и / или конструктивные особенности) могут уменьшить повреждение самолета при столкновении.

Были изучены последствия засасывания БПЛА работающим двигателем.

Симуляция фокусировалась на повреждении вентилятора, гондолы двигателя,  носового обтекателя и показала:

  • БПЛА самолетного типа, как и ожидалось, нанесет больший урон, чем квадрокоптер.
  • Более жесткие компоненты, такие как двигатели, камеры и батареи, наносят наибольший ущерб вентилятору.
  • Локализация воздействия вдоль вентилятора является ключевым параметром. Чем ближе удар к законцовке лопасти, тем больше повреждений.
  • Сценарий столкновения на взлете является наихудшим из-за высокой скорости вращения вентилятора

Общие выводы исследования:

  • БПЛА может нанести серьезный ущерб пилотируемым летательным аппаратам в случае  столкновения с ним, как показано в этом исследовании.
  • Даже не тяжелые уровни структурного повреждения на Уровне 1 - 3 могут повлечь за собой значительную экономическую нагрузку для эксплуатантов воздушных судов: из-за простоев и ремонтов.
  • Столкновения с дронами вызовет больший структурный ущерб, чем удары птиц при эквивалентном уровне энергии удара (т. е. равная масса и скорость удара).
  • Любители и операторы беспилотных летательных аппаратов должны следовать специальным правилам, установленным  FAA для модельных самолетов
  • Производители дронов должны адаптировать технологии «обнаружение и предотвращение» и / или «геозонирования», чтобы снизить вероятность потенциальных столкновений  с другими самолетами

Исследования будут проходить и далее, ведь еще многие аспекты остались неизученными.