НАСА тества катастрофа на структура на кабината на EVTOL, която се провали по неочакван начин

Тъй като концепциите за усъвършенствана въздушна мобилност (AAM) пълзят към реалността, НАСА разработва изчислителни структурни модели, за да помогне на създателите на eVTOL да анализират и прогнозират ефективността на структурите, които предлагат за летене на пътници. Тест за физическо падане, проведен от НАСА малко преди Коледа, показа, че има работа необходими за валидиране на модели за AAM самолети.

Извършен в изследователския център на НАСА в Лангли в Хамптън, Вирджиния, тестът видя тестов артикул „Lift+Cruise“ (конструиран във връзка с революционната вертикална технология за повдигане на агенцията – проект RVLT), пуснат в подобно на люлка приспособление, което свободно пада от около 30 фута, симулиращо аварийно кацане на хоризонтално ниво.

Както може да се види в тестовото видео, пълномащабната кабина за тестване на AAM с шест пътника се удря в настилката и се плъзга в посоката на своя вектор на падане за около 20 фута, като се върти леко обратно на часовниковата стрелка. Конструкцията не отскача, но задният покрив на предната кабина се срутва върху четирима манекени пътници отзад.

Тестовата статия не беше представителна за конкретен дизайн на кабината на AAM, а по-скоро обобщена структура, инструментирана за целите на подпомагане на попълването на данни за техники за цифрово моделиране. Най-важното е, че НАСА проектира и включи надземна маса, за да представи структурата на крилото, ротора и местоположенията на батерията, общи за много проекти на AAM.

AAM на Joby – който сега преминава през процеса на типово сертифициране на FAA – е добър пример. Неговата кутия на крилото, която поддържа четирите му предни електрически мотора с наклонена гондола, ротори и крило, е точно над кабината. Теоретично структурата трябва както да поддържа теглото на тези компоненти, други подсистеми, така и аеродинамичното натоварване/огъване на крилото при излитане, полет (вертикален/круиз) и кацане.

В своето прессъобщение НАСА признава, че „има много други конфигурации на надземна маса, които могат да се държат по различен начин при катастрофа.“

„Когато се разглеждат условията на катастрофа за тези типове превозни средства, важно е да се отбележи структурното тегло и разпределението, което трябва да се направи, когато се изследва конкретен дизайн,” каза Джъстин Лител, изследователски асистент в клона на Langley's Structural Dynamics.

В този случай покривът на изпитваното изделие не може да издържи представителното тегло при удар. НАСА обясни, че нейният екип разглежда две основни събития; Първото беше динамичното представяне на пода на кабината и плъзгането на седалката (вертикално движение и поглъщане на енергия от пътническите седалки). Подът на кабината и абсорбиращите енергията седалки функционират по предназначение и ограничават ефекта от удара върху манекените за тестове за сблъсък според НАСА, но покривът е друг въпрос.

„Нашите изчислителни модели за предварително тестване свършиха добра работа, като предсказаха композитната деформация до структурна повреда над главата“, поддържа Littell. „Въпреки това, изчислителните модели не предсказаха цялостното срутване [на покрива], както се вижда в теста.“

НАСА казва, че ефектът от срутването на надземната конструкция върху манекените за тест за катастрофа (т.е. потенциално нараняване) все още се определя. Тестовата кабина включваше няколко конфигурации на седалките, включително експериментална концепция за поглъщане на енергия на НАСА, различни размери манекени за тестване на сблъсък за изследване на ефектите от натоварванията при сблъсък върху всички размери на пътниците и модулен под, разработен от НАСА за поглъщане на енергия от композитен материал.

Въпреки че срутването на покрива не се очакваше, тестовият екип смята, че експериментът е изключително полезен двигател за данни за бъдещи симулационни модели. „Успешно тествахме концепцията за превозно средство eVTOL, представляваща превозно средство с шест пътника, високо крило, надземна маса, множество ротори, като получихме повече от 200 канала за данни и събрахме над 20 изгледа от бордови и извънбордови камери.“

Екипът на НАСА за краш тестове ще прегледа всички тези данни през следващите месеци. Вероятно ще сподели данните и параметрите за развитие на своя цифров модел с различни производители на AAM. Компании като Joby вече имат свои собствени режими за моделиране и симулация – включително структурно моделиране/аналитика – но те без съмнение ще бъдат нетърпеливи да излеят данните и всякакви прозрения, събрани от теста на НАСА.

НАСА потвърди, че данните също така ще бъдат използвани като основа за оценка на потенциални условия на изпитване и конфигурации, които ще бъдат използвани по време на тест за падане на втори артикул от теста Lift+Cruise. Този тест е предварително насрочен за края на тази година. Както при теста през декември, свързаното видео ще бъде задължително за гледане от AAM общността.