NASA je preizkusila trčenje strukture kabine EVTOL, ki je odpovedala na nepričakovan način

Medtem ko se koncepti napredne zračne mobilnosti (AAM) približujejo resničnosti, NASA razvija računalniške strukturne modele, ki bodo izdelovalcem eVTOL pomagali pri analizi in napovedovanju delovanja struktur, v katerih nameravajo leteti potniki. Fizični test padca, ki ga je NASA izvedla malo pred božičem, je pokazal, da je nekaj dela potrebno za validacijo modelov za letala AAM.

Test, ki so ga izvedli v NASA-jevem raziskovalnem centru Langley v Hamptonu v Virginiji, je pokazal, da se je preskusni artikel "Lift+Cruise" (izdelan v povezavi s projektom Agencije Revolutionary Vertical Lift Technology – RVLT) sprostil v nihajni napravi, ki je prosto padla iz približno 30 čevljev, kar simulira raven zasilni pristanek v smeri naprej.

Kot je razvidno iz preskusnega videoposnetka, testna kabina AAM za šest potnikov v polni velikosti udari v pločnik in drsi v smeri vektorja padca za približno 20 čevljev, pri čemer se rahlo vrti v nasprotni smeri urinega kazalca. Struktura se ne odbije, vendar se streha sprednje kabine zruši na štiri potnike lutke zadaj.

Preizkusni članek ni bil reprezentativen za nobeno posebno zasnovo kabine AAM, temveč za posplošeno strukturo, instrumentalno zasnovano za pomoč pri izpolnjevanju podatkov za tehnike digitalnega modeliranja. Bistveno je, da je NASA zasnovala in vključila nadzemno maso, ki predstavlja strukturo krila, rotor in lokacije baterij, ki so skupne številnim modelom AAM.

Dober primer je Jobyjev AAM – ki zdaj poteka skozi postopek certificiranja tipa FAA. Njegova krilna škatla, ki podpira štiri naprej usmerjene električne motorje z nagibno gondolo, rotorje in krilo je neposredno nad kabino. Teoretično mora struktura podpirati težo teh komponent, drugih podsistemov in aerodinamično obremenitev/upogib krila med vzletom, letom (navpično/križarjenje) in pristankom.

V svojem sporočilu za javnost je NASA priznala, da "obstaja veliko drugih konfiguracij nadzemne mase, ki se lahko v nesreči obnašajo drugače."

"Ko gledamo pogoje trčenja za te vrste vozil, je pomembno upoštevati strukturno težo in porazdelitev, ki ju je treba upoštevati pri preučevanju določene zasnove," je dejal Justin Littell, raziskovalni pomočnik Langleyjeve podružnice Structural Dynamics.

V tem primeru streha preskusnega izdelka ni mogla zadržati reprezentativne teže ob udarcu. NASA je pojasnila, da je njena ekipa preučevala dva primarna dogodka; Prva je bila dinamična zmogljivost tal kabine in premikanje sedeža (navpično gibanje in absorpcija energije potniških sedežev). Tla v kabini in sedeži, ki absorbirajo energijo, so delovali, kot je bilo predvideno, in so po navedbah NASA omejili učinek trka na lutke za preskus trka, vendar je bila streha druga stvar.

»Naši računalniški predtestni modeli so opravili dobro delo pri napovedovanju kompozitne deformacije do okvare konstrukcije nad glavo,« je trdil Littell. "Vendar pa računalniški modeli niso predvideli celotnega zrušitve [strehe], kot je razvidno iz testa."

NASA pravi, da učinek zrušitve stropne konstrukcije na preskusne lutke (tj. morebitne poškodbe) še ugotavljajo. Preskusna kabina je vključevala več konfiguracij sedežev, vključno z eksperimentalnim NASA-inim konceptom absorpcije energije, različnimi velikostmi lutk za preskus trka za preučevanje učinkov obremenitev trka na vse velikosti potnikov in modularno kompozitno podlago, ki je razvila NASA in absorbira energijo.

Čeprav zrušitev strehe ni bila pričakovana, ekipa za preizkušanje meni, da je eksperiment zelo vreden gonilnik podatkov za prihodnje simulacijske modele. "Uspešno smo preizkusili koncept vozila eVTOL, ki predstavlja vozilo s šestimi potniki, visokimi krili, nadzemno maso in več rotorji, pri čemer smo pridobili več kot 200 kanalov podatkov in zbrali več kot 20 pogledov kamer na vozilu in izven njega."

Nasina ekipa za testiranje trčenja bo v naslednjih mesecih pregledala vse te podatke. Verjetno bo podatke in razvojne parametre svojega digitalnega modela delil z različnimi izdelovalci AAM. Podjetja, kot je Joby, že imajo lastne režime modeliranja in simulacije – vključno s strukturnim modeliranjem/analitiko – vendar bodo nedvomno nestrpno prelivala podatke in morebitne vpoglede, pridobljene iz Nasinega testa.

NASA je potrdila, da bodo podatki prav tako uporabljeni kot osnova za ocenjevanje morebitnih preskusnih pogojev in konfiguracij, ki bodo uporabljeni med preskusom padca drugega preskusnega izdelka Lift+Cruise. Ta test je okvirno načrtovan za konec tega leta. Tako kot pri decembrskem testu bo povezan videoposnetek za skupnost AAM obvezen ogled.