Il rapido aumento del numero di droni in tutto il mondo è stato accompagnato da crescenti segnalazioni di quasi incidenti con aerei commerciali. Nel 2017, mentre arrivi a terra, un aereo passeggeri canadese si è effettivamente scontrato con un drone, scampato per un pelo alla catastrofe. I test di bird strike per gli aerei sono obbligatori. Ad oggi, però, non esiste una procedura di prova standard equivalente per le collisioni con i droni. Per poter comprendere a fondo le conseguenze di una collisione tra un aereo e un drone, l'Istituto Fraunhofer per la dinamica dell'alta velocità, Istituto Ernst-Mach, EMI sta ora progettando di costruire un banco di prova per ricreare vari scenari di collisione con droni completi.

L'incidenza dei droni sul traffico aereo è aumentata negli ultimi anni. Nel 2018, ci sono stati 158 casi segnalati negli aeroporti tedeschi. Infatti, La polizia federale tedesca ha avvertito di una massiccia minaccia rappresentata dai veicoli aerei senza equipaggio. Quest'anno, all'inizio di maggio, Le operazioni di volo all'aeroporto di Francoforte hanno dovuto essere completamente interrotte per un breve periodo a seguito dell'avvistamento di un drone. Si prevede che il numero totale di droni in uso privato e commerciale in Germania salirà a 847, 000 entro il 2030, un aumento di quasi l'80 per cento.

I droni mettono in pericolo non solo gli aerei che atterrano, ma anche gli elicotteri a bassa quota. I piloti vivono nella paura che un drone colpisca il parabrezza della cabina di pilotaggio, il motore o il bordo d'attacco delle ali. Gli esperti sono dell'opinione che una collisione con un drone causerebbe più danni all'aereo rispetto all'impatto di un bird strike. Prima di essere certificato per l'uso, gli aeromobili devono essere sottoposti a un test standard per valutarne la tolleranza al bird strike. Nel caso dei droni, però, non esistono regolamenti del genere. I ricercatori del Fraunhofer EMI di Friburgo sono ansiosi di vedere i cambiamenti qui. "Da un punto di vista meccanico, i droni si comportano in modo diverso dagli uccelli e pesano anche molto di più, " spiega il dottor Sebastian Schopferer, uno degli scienziati che lavorano a questo progetto. "È quindi incerto, se un aeromobile che è stato testato con successo contro il bird strike, sopravviverebbe anche a una collisione con un drone".

Una grave minaccia per la sicurezza

I primi test di impatto con batterie e motori dei droni hanno confermato il pericolo. "Utilizzando aria compressa, abbiamo accelerato questi due componenti a velocità comprese tra 115 e 255 metri al secondo e li abbiamo cotti su lastre di alluminio fino a otto millimetri di spessore che sono state montate in un banco di prova, "Spiega Schopferer. Dato il loro peso, sia la batteria che il motore possono causare gravi danni:"C'era una sostanziale deformazione e rientranza delle piastre, e la batteria e il motore del drone sono stati completamente distrutti." L'esito dei test è stato registrato con una videocamera ad alta velocità.

L'obiettivo principale di questa serie di test è determinare il trasferimento di quantità di moto all'istante dell'impatto con i due componenti summenzionati e studiare il danno associato ai materiali dell'aeromobile come le leghe di alluminio e i compositi in fibra. Parallelamente a queste dinamiche indagini, i ricercatori hanno anche condotto una serie di test di pressione quasi statica per determinare la forza e la rigidità dei componenti del drone. Questi risultati giocheranno un ruolo essenziale nella derivazione di numeri numericamente efficienti, modelli di simulazione predittiva che l'industria aeronautica può quindi utilizzare per accertare nuove e importanti scoperte sul comportamento all'impatto dei droni. Utilizzando tali modelli durante la fase di progettazione, sarà possibile valutare la resistenza di nuovi componenti aeronautici all'impatto di un drone.

Test di accelerazione con droni completi

Al fine di simulare scenari di impatto realistici, i ricercatori stanno ora progettando di costruire un nuovo tipo di banco di prova per studiare l'impatto di droni completi con un peso massimo di tre chilogrammi e che volano a velocità fino a 150 metri al secondo. "Saremo in grado di studiare l'impatto e la frammentazione di droni completi durante la collisione con bersagli sia rigidi che flessibili e quindi studiare gli effetti presumibilmente catastrofici di un attacco di droni per un aereo, "Spiega Schopferer.

"I test in questa classe di peso di droni non sono mai stati effettuati prima." I test saranno condotti con una varietà di droni, compresi modelli sia amatoriali che semiprofessionisti, di peso compreso tra uno e tre chilogrammi. Oltre ai produttori di aeromobili, queste indagini andranno anche a vantaggio delle autorità aeronautiche, fornendo loro importanti informazioni per una valutazione più approfondita del pericolo per gli aerei rappresentato dai droni.