Beregninger viser at katastrofale drone-fly kollisjoner vil skje

Ingen kan si med absolutt selvtillit hva som vil skje når sivile droner - kamerautstyrte quadcopters som veier et halvt dusin pund - kolliderer med fly fordi det ikke har skjedd ennå. Men prognosen er dystre. Federal Aviation Administration, som tok spooked cat approach, rapporterte i august at det var 650 "nært samtaler" (selv om hobbyistgrupper, som Academy of Model Aeronautics, bestrider hvor nær disse samtalene var). Det som alle kan være enige om, er at sivile eller "leketøy" droner utgjør potensielle farer, med reguleringsorganer og interessegrupper som hammerer hjem viktigheten av gode flyvaner.

Kvantifisering av sikkerhetsrisikoen er en helt annen historie.

"Vi trenger å gjenkjenne farene som leketøy drone utgjør for bemannet luftrom," sier W. Hulsey Smith, administrerende direktør for luftfart og forsvarsteknologi Aero Kinetics, forteller Omvendt. Smith og Freddie L. Main III, en mekanisk ingeniør i Aero Kinetics, mener at kollisjoner bør behandles som en uunngåelighet. "Statistisk vil jeg si det er en visshet," sier Smith, med henvisning til den eksplosive veksten av sivil droneindustrien (estimater på 200.000 droner i måneden og FAAs prediksjon av en million droner for 2015-høysesongen).

På torsdag lanserte Smith og Main en rapport som sammenlignet destruktive potensialet for droneangrep til den ødeleggende virkeligheten av fugleangrep (vi husker alle kaptein Sully). Fugler, som Indiana Jones-fanen vil huske, kan forårsake overraskende mengder skade på fly; Forfatterne citerer $ 951,000,000 i skade årlig fra fugler som kolliderer med fly og helikoptre.

Ved første rødme, kan en 6-pund DJI Inspire og en 7-pund Canada goose virke som om de har samme destruktive potensial, med ren dyd av masse. Det er en fristende ekvivalens, men også feil.

"Fuglene består mest av vann - de er klumpete," sier Main, "og har en høy elastisitetsmodul." Droner er derimot metall- og krom- og karbonfiber, og er egnet til å bryte inn i shrapnel heller enn squish. Main ligner forskjellen på å krasje en Indy 500 racerbil inn i en betongmur eller en skumbarriere.

Basert på impulsberegninger fra den nye studien, viser skade og skade fra direkte kollisjon med en rotocraft frontrute "kvalitativt å være uoppnåelig basert på den kinetiske energien til effekten." Det er dårlige nyheter for både dronepiloter og flyselskaper. Når det er sagt, er det verdt å merke seg at det ikke er enighet om resultatene. En drone-turbine modelleringsekspert som nektet å bli navngitt spurte om impulssammensetningen som ble brukt i studien, kunne skade skade på en passende måte.

Dette er imidlertid alle teoretiske, og en av bare en håndfull studier som undersøker drone-plane kollisjoner; I oktober modellerte ingeniører ved Virginia Tech hva som ville skje i en turbin sugd i en drone. Modellene avslørte, ifølge en pressemelding:

"En 8-pund quadcopter drone kan rippe fra hverandre viftebladene av en turbofanmotor på 9 fot med diameter under start på mindre enn 1 / 200th sekund. Hastigheten på droneavfallet rundt i motoren kunne nå hastigheter 715 miles per time. Brutte kniver vil også skape flere fragmenter som viften smuldrer og forvrenger motorblokkhuset, noe som bidrar til katastrofale motorfeil."

Smith og Main innser at forskningen som er skissert i rapporten er ganske innledende - det er mange flere faktorer som bidrar til en krasj enn impuls alene - og krever mer konkrete studier som en luftkanon som brenner en drone i en testturbin. Dette er en prosedyre som allerede er brukt i bransjen, spredning av simulert hagl og fuglekropper i jetmotorer:

Alle modellene hittil har vært single streik - vi vet ikke hva som vil skje når drone sværmer blir en realitet. De mest katastrofale flyveflytene, for eksempel US Airways Flight 1549, har skjedd når turbiner har suget ned hele gassles av gjess. "Det er et godt spørsmål. Det er mulig at du kan få en dronning av droner eller flere droner i samme miljø, sier Smith, men det er trolig mindre sannsynlig enn en flokk med fugler."

Bransjens forfattere legger vekt på at de ikke er anti-drone - ideen er at sivile dronefliers, spesielt de som er nye til hobbyen, tar vare på når de starter maskiner i himmelen. "Like bra skal alle drikke ansvarlig," sier Main, "vi burde fly ansvarlig."

Animasjon med tak i Crashworthiness for Aerospace Structures and Hybrids (CRASH) Lab, Virginia Tech, mai 2015.