NASA провело краш-тест конструкції кабіни EVTOL, яка несподівано вийшла з ладу

Оскільки концепції Advanced Air Mobility (AAM) наближаються до реальності, NASA розробляє обчислювальні структурні моделі, щоб допомогти виробникам eVTOL проаналізувати та спрогнозувати продуктивність структур, у яких вони пропонують перевозити пасажирів. Тест на фізичне падіння, проведений NASA незадовго до Різдва, показав, що певна робота є необхідні для валідації моделей для літаків AAM.

Випробування, проведене в дослідницькому центрі NASA Langley у Гемптоні, штат Вірджинія, включало тестовий виріб «Lift+Cruise» (створений у поєднанні з проектом Агентства Revolutionary Vertical Lift Technology – RVLT), випущений у кріплення, схоже на гойдалку, яке вільно випало з близько 30 футів, що імітує горизонтальну аварійну посадку вперед.

Як можна побачити на тестовому відео, повномасштабна випробувальна кабіна AAM на шість пасажирів вдаряється об тротуар і ковзає в напрямку вектора падіння приблизно на 20 футів, злегка обертаючись проти годинникової стрілки. Конструкція не підстрибує, але дах передньої кабіни руйнується на чотирьох пасажирів-манекенів ззаду.

Тестова стаття не представляла жодного конкретного дизайну кабіни AAM, скоріше була узагальненою структурою, створеною з метою допомоги в заповненні даних для методів цифрового моделювання. Найважливіше те, що NASA розробило та включило надземну масу, щоб відобразити структуру крила, ротор і батареї, загальні для багатьох конструкцій AAM.

Хорошим прикладом є система AAM від Joby, яка зараз проходить процес сертифікації типу FAA. Його коробка крила, яка підтримує чотири передні електродвигуни з поворотною гондолою, ротори та крило, знаходиться прямо над кабіною. Теоретично конструкція повинна витримувати вагу цих компонентів, інших підсистем та аеродинамічне навантаження/згинання крила під час зльоту, польоту (вертикального/крейсерського) та посадки.

У своєму прес-релізі NASA визнало, що «є багато інших конфігурацій маси над головою, які можуть поводитися по-різному під час аварії».

«Дивлячись на умови аварії для цих типів транспортних засобів, важливо звернути увагу на структурну вагу та розподіл, які повинні бути зроблені при дослідженні конкретної конструкції», - сказав Джастін Літтелл, науковий співробітник відділення Langley's Structural Dynamics.

У цьому випадку дах випробовуваного виробу не міг витримати репрезентативну вагу при ударі. NASA пояснило, що його команда розглядала дві основні події; По-перше, це динамічні характеристики підлоги салону та ходу сидіння (вертикальне переміщення та поглинання енергії пасажирськими сидіннями). Підлога кабіни та сидіння, що поглинають енергію, функціонували за призначенням і обмежували вплив удару на манекени для краш-тестів, згідно з NASA, але дах був іншою справою.

«Наші обчислювальні моделі для попереднього випробування добре виконали роботу, передбачивши деформацію композиту до руйнування конструкції», — заявив Літтелл. «Однак обчислювальні моделі не передбачили повного обвалення [даху], як це видно в тесті».

NASA каже, що вплив обвалення верхньої конструкції на манекени для краш-тестів (тобто потенційні травми) ще визначається. Випробувальна кабіна включала кілька конфігурацій сидінь, включаючи експериментальну концепцію енергопоглинання NASA, різні розміри манекенів для краш-тестів для вивчення впливу навантажень при зіткненні на пасажирів усіх розмірів, а також розроблену NASA модульну енергопоглинаючу композитну підлогу.

Незважаючи на те, що обвалення даху не очікувалося, дослідницька група вважає експеримент дуже цінним драйвером даних для майбутніх імітаційних моделей. «Ми успішно випробували концепцію транспортного засобу eVTOL, що представляє шість пасажирів, високе крило, масу над головою, багатороторний транспортний засіб, отримавши понад 200 каналів даних і зібравши понад 20 зображень з бортових і позабортових камер».

Команда краш-тестів NASA перевірить усі ці дані в найближчі місяці. Ймовірно, він поділиться даними та параметрами розробки своєї цифрової моделі з різними виробниками AAM. Такі компанії, як Joby, уже мають власні режими моделювання та симуляції, включно зі структурним моделюванням/аналітикою, але вони, безсумнівно, захочуть перелити дані та будь-яку інформацію, отриману під час тестування NASA.

NASA підтвердило, що дані також будуть використані як основа для оцінки потенційних умов випробування та конфігурацій, які будуть використовуватися під час випробування на падіння другого виробу для випробування Lift+Cruise. Цей тест попередньо заплановано на кінець цього року. Як і в грудневому тесті, відповідне відео буде обов’язковим для перегляду для спільноти AAM.