قامت وكالة ناسا باختبار تحطم هيكل كابينة EVTOL والذي فشل بطريقة غير متوقعة

مع تقدم مفاهيم التنقل الجوي المتقدم (AAM) نحو الواقع ، تعمل ناسا على تطوير نماذج هيكلية حسابية لمساعدة صانعي eVTOL على تحليل وتوقع أداء الهياكل التي يقترحون نقل الركاب إليها. أظهر اختبار السقوط المادي الذي أجرته وكالة ناسا قبل فترة وجيزة من عيد الميلاد أن بعض العمل هو اللازمة للتحقق من صحة نماذج لطائرات AAM.

تم إجراء الاختبار في مركز أبحاث لانغلي التابع لوكالة ناسا في هامبتون ، فيرجينيا ، وشهد الاختبار مقالة اختبار "Lift + Cruise" (تم إنشاؤها بالاشتراك مع مشروع تكنولوجيا الرفع العمودي الثوري التابع للوكالة - RVLT) والذي تم إصداره في شكل يشبه التأرجح والذي سقط من حوالي 30 قدمًا ، يحاكي هبوطًا طارئًا مستويًا للأمام.

كما يمكن رؤيته في فيديو الاختبار ، تؤثر كابينة اختبار AAM ذات المقياس الكامل المكونة من ستة ركاب على الرصيف والانزلاق في اتجاه متجه السقوط لحوالي 20 قدمًا ، وتدور قليلاً عكس اتجاه عقارب الساعة. الهيكل لا يرتد ولكن السقف الخلفي للمقصورة الأمامية ينهار على أربعة ركاب وهميين في الخلف.

لم تكن مقالة الاختبار ممثلة لأي تصميم معين لكابينة AAM ، بل كانت عبارة عن هيكل معمم مصمم لأغراض المساعدة في ملء البيانات لتقنيات النمذجة الرقمية. بشكل حاسم ، صممت ناسا ودمجت كتلة علوية لتمثيل بنية الجناح والدوار ومواقع البطارية المشتركة في العديد من تصميمات AAM.

إن Joby's AAM - الذي يمر الآن بعملية اعتماد نوع FAA - هو مثال جيد. يقع صندوق الجناح ، الذي يدعم المحركات الكهربائية الأربعة الأمامية ، والدوارات ، والجناح فوق المقصورة مباشرة. من الناحية النظرية ، يجب أن يدعم الهيكل وزن هذه المكونات والأنظمة الفرعية الأخرى والتحميل الديناميكي الهوائي / ثني تجارب الجناح أثناء الإقلاع والطيران (الرأسي / الرحلة) والهبوط.

أقرت ناسا في بيانها الصحفي بأن "هناك العديد من تكوينات الكتلة العلوية الأخرى التي قد تتصرف بشكل مختلف في حالة وقوع حادث."

قال جاستن ليتيل ، مساعد باحث في فرع Langley's Structural Dynamics: "عند النظر إلى ظروف الاصطدام لهذه الأنواع من المركبات ، من المهم ملاحظة الوزن والتوزيع الهيكلي الذي يجب إجراؤه عند فحص تصميم معين".

في هذه الحالة ، لا يمكن لسقف مقالة الاختبار تحمل الوزن التمثيلي عند الاصطدام. أوضحت ناسا أن فريقها كان يبحث في حدثين رئيسيين ؛ الأول هو الأداء الديناميكي لأرضية المقصورة وضرب المقعد (الحركة العمودية وامتصاص الطاقة لمقاعد الركاب). يعمل الطابق السفلي للمقصورة ومقاعد امتصاص الطاقة على النحو المنشود ويحد من تأثير التأثير على دمى اختبار التصادم وفقًا لوكالة ناسا ، لكن السقف كان أمرًا مختلفًا.

أكد ليتل: "لقد قامت نماذجنا الحسابية المسبقة بعمل جيد في التنبؤ بالتشوه المركب حتى حدوث فشل هيكلي علوي". "ومع ذلك ، فإن النماذج الحسابية لم تتنبأ بالانهيار الكلي [للسقف] كما رأينا في الاختبار."

تقول ناسا إن تأثير انهيار الهيكل العلوي على دمى اختبار التصادم (أي الإصابة المحتملة) لا يزال قيد التحديد. تضمنت مقصورة الاختبار العديد من تكوينات المقاعد بما في ذلك مفهوم امتصاص الطاقة التجريبي التابع لوكالة ناسا ، وأحجام مختلفة من دمى اختبار التصادم لدراسة آثار أحمال التصادم على جميع أحجام الركاب ، وطابق سفلي مركب لامتصاص الطاقة طورته وكالة ناسا.

على الرغم من أن انهيار السقف لم يكن متوقعًا ، إلا أن فريق الاختبار يعتبر التجربة محرك بيانات مفيد للغاية لنماذج المحاكاة المستقبلية. "نجحنا في اختبار مفهوم مركبة eVTOL التي تمثل سيارة ذات ستة ركاب ، وذات جناح مرتفع ، وكتلة علوية ، ومركبة متعددة الدوارات ، وحصلنا على أكثر من 200 قناة من البيانات ، وجمعنا أكثر من 20 مشهدًا للكاميرا على متن الطائرة وخارجها."

سيقوم فريق اختبار التصادم التابع لوكالة ناسا بدراسة كل تلك البيانات في الأشهر المقبلة. من المحتمل أنها ستشارك البيانات ومعلمات التطوير الخاصة بنموذجها الرقمي مع مجموعة متنوعة من صانعي AAM. تمتلك شركات مثل Joby بالفعل أنظمة النمذجة والمحاكاة الخاصة بها - بما في ذلك النمذجة الهيكلية / التحليلات - لكنها بلا شك ستكون حريصة على صب البيانات وأي رؤى مستقاة من اختبار ناسا.

أكدت وكالة ناسا أنه سيتم استخدام البيانات أيضًا كأساس لتقييم ظروف الاختبار المحتملة والتكوينات التي سيتم استخدامها أثناء اختبار السقوط لمقالة اختبار Lift + Cruise الثانية. من المقرر مبدئيًا إجراء هذا الاختبار في أواخر هذا العام. كما هو الحال مع اختبار ديسمبر ، سيكون الفيديو المرتبط به إلزاميًا لمشاهدة مجتمع AAM.