NASA Crash-testovala konstrukci kabiny EVTOL, která selhala neočekávaným způsobem

Jak se koncepty Advanced Air Mobility (AAM) plíží k realitě, NASA vyvíjí výpočtové strukturální modely, které pomohou tvůrcům eVTOL analyzovat a předpovídat výkon struktur, ve kterých navrhují létat pasažéry. Fyzický pádový test, který NASA provedla krátce před Vánocemi, ukázal, že je třeba pracovat. potřebné k ověření modelů pro letadla AAM.

Test provedený v Langley Research Center NASA v Hamptonu ve Virginii, test viděl zkušební článek „Lift+Cruise“ (vytvořený ve spojení s revoluční technologií vertikálního zdvihu agentury – projekt RVLT) vypuštěný v zařízení podobném houpačce, které volně padalo z asi 30 stop, simulující nouzové přistání v rovině s dopřednou jízdou.

Jak je vidět na testovacím videu, plnohodnotná testovací kabina AAM pro šest pasažérů narazí na chodník a smykne ve směru svého vektoru pádu asi 20 stop, přičemž se mírně otáčí proti směru hodinových ručiček. Konstrukce neposkakuje, ale střecha na zádi přední kabiny se zhroutí na čtyři figuríny cestujících vzadu.

Testovaný předmět nepředstavoval žádný konkrétní design kabiny AAM, spíše zobecněnou strukturu vybavenou za účelem pomoci při vyplňování dat pro techniky digitálního modelování. Zásadní je, že NASA navrhla a začlenila hmotnost nad hlavou, aby reprezentovala strukturu křídla, rotor a umístění baterie společné pro mnoho návrhů AAM.

Dobrým příkladem je Joby's AAM – nyní prochází procesem typové certifikace FAA. Jeho křídlová skříň, která nese jeho čtyři dopředu, elektromotory s naklápěcí gondolou, rotory a křídlo, je přímo nad kabinou. Teoreticky musí konstrukce unést hmotnost těchto komponentů, dalších subsystémů a aerodynamické zatížení/ohyb křídla během vzletu, letu (vertikálního/plavba) a přistání.

NASA ve své tiskové zprávě uznala, že "Existuje mnoho dalších konfigurací hmotnosti nad hlavou, které se mohou při havárii chovat jinak."

„Když se podíváte na podmínky nárazu u těchto typů vozidel, je důležité si všimnout konstrukční hmotnosti a rozložení, které je třeba provést při zkoumání konkrétního návrhu,“ řekl Justin Littell, asistent výzkumu Langley's Structural Dynamics Branch.

V tomto případě by střecha testovaného předmětu nemohla udržet reprezentativní hmotnost při nárazu. NASA vysvětlila, že její tým sledoval dvě primární události; Prvním byl dynamický výkon podlahy kabiny a hlazení sedadel (vertikální pohyb a pohlcování energie sedadel pro cestující). Podlaha kabiny a sedadla pohlcující energii fungovaly podle plánu a podle NASA omezovaly účinek nárazu na figuríny nárazového testu, ale střecha byla jiná věc.

„Naše výpočtové modely před testem odvedly dobrou práci při předpovídání deformace kompozitu až do selhání stropní konstrukce,“ pokračoval Littell. "Výpočtové modely však nepředpovídaly celkové zhroucení [střechy], jak je vidět v testu."

NASA říká, že vliv kolapsu nadzemní konstrukce na figuríny nárazového testu (tj. potenciální zranění) se stále zjišťuje. Testovací kabina zahrnovala několik konfigurací sedadel včetně experimentálního konceptu NASA absorbujícího energii, různých velikostí figurín pro nárazové zkoušky ke studiu účinků nárazového zatížení na všechny velikosti cestujících a modulární kompozitní podklad absorbující energii, který vyvinula NASA.

I když se zhroucení střechy neočekávalo, testovací tým považuje experiment za vysoce hodnotný datový ovladač pro budoucí simulační modely. „Úspěšně jsme otestovali koncept vozidla eVTOL představující šestimístné, horní křídlo, vozidlo s více rotory, které získalo více než 200 kanálů dat a shromáždilo více než 20 pohledů z palubní a vnější kamery.“

Tým pro nárazové testy NASA projde všechna tato data v nadcházejících měsících. Je pravděpodobné, že bude sdílet data a parametry vývoje svého digitálního modelu s různými výrobci AAM. Společnosti jako Joby již mají své vlastní režimy modelování a simulace – včetně strukturálního modelování/analýzy – ale nepochybně budou dychtivě přelévat data a jakékoli poznatky získané z testu NASA.

NASA potvrdila, že data budou rovněž použita jako základ pro vyhodnocení potenciálních testovacích podmínek a konfigurací, které budou použity během pádové zkoušky druhého zkušebního předmětu Lift+Cruise. Tento test je předběžně naplánován na konec letošního roku. Stejně jako u prosincového testu bude přidružené video pro komunitu AAM povinné zhlédnutí.