O rápido aumento no número de drones em todo o mundo tem sido acompanhado por relatos crescentes de quase acidentes com aeronaves comerciais. Em 2017, ao chegar à terra, uma aeronave de passageiros canadense colidiu com um drone, escapando por pouco de uma catástrofe. Os testes de colisão com pássaros para aeronaves são obrigatórios. A data, Contudo, não há procedimento de teste padrão equivalente para colisões com drones. Para ser capaz de compreender fundamentalmente as consequências de uma colisão entre uma aeronave e um drone, o Fraunhofer Institute for High-Speed ​​Dynamics, Ernst-Mach-Institut, A EMI agora está planejando construir uma bancada de teste para recriar vários cenários de colisão com drones completos.

A incidência de drones com impacto no tráfego aéreo aumentou nos últimos anos. Em 2018, houve 158 casos relatados em aeroportos alemães. De fato, A polícia federal da Alemanha alertou sobre uma enorme ameaça representada por veículos aéreos não tripulados. Este ano, no inicio de maio, As operações de voo no Aeroporto de Frankfurt tiveram que ser fechadas completamente por um curto período após o avistamento de um drone. O número total de drones em uso privado e comercial na Alemanha deve aumentar para 847, 000 em 2030, um aumento de quase 80%.

Os drones colocam em perigo não apenas as aeronaves que aterrissam, mas também os helicópteros que voam baixo. Os pilotos vivem com medo de um drone atingir o para-brisa da cabine, o motor ou o bordo de ataque das asas. Os especialistas acreditam que uma colisão com um drone causaria mais danos à aeronave do que o impacto de uma colisão com um pássaro. Antes de ser certificado para uso, a aeronave deve passar por um teste padrão para avaliar sua tolerância ao choque de pássaros. No caso de drones, Contudo, não existem tais regulamentos. Pesquisadores da Fraunhofer EMI em Freiburg estão ansiosos para ver mudanças aqui. “Do ponto de vista mecânico, os drones se comportam de maneira diferente dos pássaros e também pesam consideravelmente mais, "explica o Dr. Sebastian Schopferer, um dos cientistas que trabalham neste projeto. "Portanto, é incerto, se uma aeronave que foi testada com sucesso contra colisão de pássaros, também sobreviveria a uma colisão com um drone. "

Uma grande ameaça à segurança

Os testes iniciais de impacto com baterias e motores de drones confirmaram o perigo. "Usando ar comprimido, aceleramos esses dois componentes a velocidades que variam de 115 a 255 metros por segundo e os disparamos em placas de alumínio de até oito milímetros de espessura que foram montadas em uma bancada de teste, "Schopferer explica. Dado seu peso, tanto a bateria quanto o motor podem causar grandes danos:"Houve deformação e indentação substanciais nas placas, e a bateria e o motor do drone foram completamente destruídos. ”O resultado dos testes foi gravado com uma câmera de vídeo de alta velocidade.

O objetivo principal desta série de testes é determinar a transferência de momento no instante do impacto com os dois componentes acima mencionados e investigar os danos associados a materiais de aeronaves, como ligas de alumínio e compostos de fibra. Em paralelo a essas investigações dinâmicas, os pesquisadores também conduziram uma série de testes de pressão quase estática para determinar a resistência e rigidez dos componentes do drone. Esses resultados irão desempenhar um papel essencial na derivação de numericamente eficientes, modelos de simulação preditiva que a indústria da aviação pode usar para verificar novas e importantes descobertas sobre o comportamento de impacto dos drones. Usando esses modelos durante a fase de design, será possível avaliar a resistência dos novos componentes da aeronave ao impacto de um drone.

Testes de aceleração com drones completos

Para simular cenários de impacto realistas, os pesquisadores agora planejam construir um novo tipo de banco de ensaio para investigar o impacto de drones completos com peso máximo de três quilos e voando a velocidades de até 150 metros por segundo. "Seremos capazes de investigar o impacto e a fragmentação de drones completos durante a colisão com alvos rígidos e flexíveis e, assim, estudar os efeitos presumivelmente catastróficos de um ataque de drones em uma aeronave, "Schopferer explica.

"Testes nesta classe de peso do drone nunca foram realizados antes." Os testes serão realizados com uma variedade de drones, incluindo modelos amadores e semiprofissionais, pesando entre um e três quilos. Além dos fabricantes de aeronaves, essas investigações também beneficiarão as autoridades da aviação, fornecendo-lhes informações importantes para uma avaliação mais aprofundada do perigo que os drones representam para as aeronaves.