Den snabba ökningen av antalet drönare över hela världen har åtföljts av ökande rapporter om tillbud med kommersiella flygplan. Under 2017, när man kommer in till land, ett kanadensiskt passagerarflygplan kolliderade faktiskt med en drönare, med nöd och näppe undviker katastrofen. Fågeltest för flygplan är obligatoriska. Hittills, dock, det finns ingen motsvarande standardtestprocedur för kollisioner med drönare. För att i grunden kunna förstå konsekvenserna av en kollision mellan ett flygplan och en drönare, Fraunhofer Institute for High-Speed ​​Dynamics, Ernst-Mach-Institut, EMI planerar nu att bygga en testbänk för att återskapa olika kollisionsscenarier med kompletta drönare.

Förekomsten av drönare som påverkar flygtrafiken har ökat de senaste åren. Under 2018, det rapporterades 158 fall på tyska flygplatser. Verkligen, Tysklands federala polis har varnat för ett massivt hot från obemannade flygfarkoster. Det här året, i början av maj, Flygverksamheten på Frankfurts flygplats fick läggas ner helt under en kort period efter iakttagelsen av en drönare. Det totala antalet drönare i privat och kommersiellt bruk i Tyskland förväntas stiga till 847, 000 till 2030, en ökning med nästan 80 procent.

Drönare äventyrar inte bara flygplan som kommer in i land utan även lågtflygande helikoptrar. Piloter lever i rädsla för att en drönare ska träffa cockpitvindrutan, motorn eller framkanten på vingarna. Experter anser att en kollision med en drönare skulle orsaka mer skada på flygplanet än effekten av ett fågelangrepp. Innan de certifieras för användning, flygplan måste genomgå ett standardtest för att bedöma deras tolerans mot fågelangrepp. När det gäller drönare, dock, det finns inga sådana bestämmelser. Forskare från Fraunhofer EMI i Freiburg är angelägna om att se förändringar här. "Från en mekanisk synvinkel, drönare beter sig annorlunda än fåglar och väger också betydligt mer, " förklarar Dr Sebastian Schopferer, en av forskarna som arbetar med detta projekt. "Det är därför osäkert, om ett flygplan som framgångsrikt har testats mot fågelangrepp, skulle också överleva en kollision med en drönare."

Ett stort hot mot säkerheten

Inledande krocktester med drönarbatterier och motorer har bekräftat faran. "Med hjälp av tryckluft, vi accelererade dessa två komponenter till hastigheter från 115 till 255 meter per sekund och avfyrade dem mot aluminiumplåtar upp till åtta millimeter i tjocklek som var monterade i en testbänk, Schopferer förklarar. Med tanke på deras vikt, både batteriet och motorn kan orsaka stora skador:"Det var avsevärd deformation och fördjupning av plattorna, och drönarbatteriet och motorn var helt förstörda." Resultatet av testerna spelades in med en höghastighetsvideokamera.

Det primära syftet med denna serie av tester är att bestämma överföringen av momentum i ögonblicket av islag med de två ovannämnda komponenterna och att undersöka de tillhörande skadorna på flygplansmaterial som aluminiumlegeringar och fiberkompositer. Parallellt med dessa dynamiska undersökningar, forskare genomförde också ett antal kvasistatiska trycktester för att bestämma styrkan och styvheten hos drönarkomponenterna. Dessa resultat kommer att spela en viktig roll i härledningen av numeriskt effektiva, prediktiva simuleringsmodeller som flygindustrin sedan kan använda för att fastställa nya och viktiga rön om drönares påverkan. Att använda sådana modeller under designfasen, det kommer att vara möjligt att bedöma motståndet hos nya flygplanskomponenter mot påverkan av en drönare.

Accelerationstester med kompletta drönare

För att simulera realistiska konsekvensscenarier, forskare planerar nu att konstruera en ny typ av testbänk för att undersöka påverkan av kompletta drönare med en maxvikt på tre kilogram och som flyger i hastigheter upp till 150 meter per sekund. "Vi kommer att kunna undersöka inverkan och fragmentering av kompletta drönare under kollision med både stela och flexibla mål och därigenom studera de förmodligen katastrofala effekterna av ett drönareanfall för ett flygplan, Schopferer förklarar.

"Tester i denna viktklass av drönare har aldrig utförts tidigare." Testerna kommer att utföras med en mängd olika drönare, inklusive både amatör- och semiprofessionella modeller, väger mellan ett och tre kilo. Förutom flygplanstillverkare, dessa utredningar kommer också att gynna luftfartsmyndigheterna, förse dem med viktig information för en mer djupgående bedömning av faran för flygplan som drönare utgör.