Que se passe-t-il vraiment lorsqu'un drone frappe un avion – Avis Drones, test et guide d’achat

Le ciel devient bondé.

La FAA dit que les rapports de quasi-accidents entre drones et avions ont augmenté depuis 2014, avec jusqu'à 650 cas en août 2016. Le mois dernier, une compagnie aérienne a évité de près de heurter un drone près du plus haut gratte-ciel de Londres. L'aéroport de Dubaï a été arrêté à plusieurs reprises en raison de l'activité des drones, et les drones volant à basse altitude perturbent de plus en plus les avions de lutte contre les incendies dans l'ouest des États-Unis.

Tôt ou tard, ces quasi-dégâts vont devenir des succès. Les experts des États-Unis et du Royaume-Uni recréent donc ces scénarios meurtriers avant de nuire aux conséquences du monde réel, dans l'espoir d'éliminer ce problème du 21e siècle dans l'œuf. De nouvelles études de la FAA et de son homologue européen, l'AESA, examinent des simulations informatiques et effectuent des tests physiques pour comprendre le problème et prévenir les catastrophes.

Oies mécaniques de l'enfer

Que se passe-t-il réellement lorsqu'un avion rencontre un drone? Alors que certains continuent de croire que les drones ne représentent pas plus de danger qu'une oie errante, de nouvelles études montrent que les drones ressemblent plus à des oies mécaniques de l'enfer en ce qui concerne les hélicoptères commerciaux et à basse altitude.

«Les impacts des drones ne sont pas les mêmes que ceux des oiseaux», explique Javid Bayandor, professeur agrégé et directeur du laboratoire Crashworthiness for Aerospace Structures and Hybrids (CRASH) de Virginia Tech.

Les drones sont plus comme des oies mécaniques de l'enfer quand il s'agit d'hélicoptères commerciaux et à basse altitude.

Les simulations de Bayandor montrent exactement ce qui se passe lorsque les drones et les oiseaux rencontrent une mort agitée par un moteur à réaction. Le moteur d'un avion de ligne couperait les plus petits drones commerciaux sans trop de problème. Mais à mesure que ces oiseaux mécaniques grossissent, les choses deviennent plus dangereuses.

Les drones sont faits de matériaux beaucoup plus denses et plus rigides que les tissus mous et les muscles des oies et autres animaux aéroportés. Les simulations montrent que lorsqu'un oiseau entre dans un moteur, il est essentiellement liquidé par des pales en rotation, comme un épisode macabre de "Will It Blend". Pas avec un drone.

"Les oiseaux peuvent se désintégrer relativement facilement … vous obtenez quelque chose comme une masse très visqueuse de fluide de l'autre côté", explique Bayandor. "Un drone peut être comme un rocher traversant le moteur."

Cela peut entraîner des dommages immédiats, laissant une aube de moteur déformée, cassée ou complètement fragmentée, comme le montre l'animation ci-dessus. Même là où il n'y a pas de dommages initiaux, l'élan même d'un drone plus gros peut entraîner un déséquilibre du moteur. Ce déséquilibre peut s'aggraver et les lames peuvent commencer à toucher le boîtier qui les contient. Le moteur ricoche d'avant en arrière à l'intérieur de son carter et les dégâts deviennent un véritable problème.

Heureusement, les moteurs sont conçus pour résister à certains dommages causés par des objets égarés, et les fragments à grande vitesse projetés par de tels événements seraient probablement contenus dans le moteur. «En général, le boîtier est conçu de manière à pouvoir également servir de bouclier entre le fuselage et le moteur», explique Bayandor.

Mais cette protection n'est pas acquise. Les moteurs modernes ne sont pas conçus pour engloutir les drones, et les modèles ont déjà montré des résultats inattendus, tels que la différence spectaculaire que l'emplacement et l'angle d'impact peuvent faire.

Mais ce ne sont pas seulement les moteurs dont nous devons nous préoccuper.

Briser à travers

De l'autre côté de l'Atlantique à l'Université de Cranfield au Royaume-Uni, le professeur Ian Horsfall passe beaucoup de temps à «jeter des objets sur d'autres choses» à l'aide de différents types de canons exotiques. Il dirige l'Impact and Armor Group et a récemment commencé à simuler la bataille aérienne des drones contre les avions.

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Installation d'essai d'Impact and Armor Group à l'Université de Cranfield avec canon spécialisé, cône gauche et faux nez.

Université de Cranfield

Pour tester un impact de drone avec un avion de ligne pendant le décollage ou l'atterrissage – les moments les plus probables pour une telle catastrophe, car c'est lorsque les avions sont les plus proches du sol – Horsfall a développé un canon de 4 pouces avec un canon de 10 pieds, propulsé par l'air comprimé et capable de tirer des projectiles à 200 mph. Alors que d'autres tests ont tiré de vrais oiseaux morts – menant à un mythe urbain de l'aviation – le projet Horsfall a utilisé des blocs de gélatine comme substituts, comme la gélatine balistique utilisée pour tester l'effet des coups de feu sur la chair.

Pour simuler l'impact du drone, Horsfall a créé un projectile qui imite les propriétés physiques d'un drone, avec des composants de la même taille et du même poids (comme on le voit dans le GIF supérieur). Il y a quatre cylindres en acier de la taille d'un raisin au lieu de moteurs, des blocs de nylon remplaçant les cartes de circuits imprimés, un appareil photo et des batteries de drones. Ces composants ont ensuite été enfermés dans un bloc de styromousse pour recréer le poids et la structure similaires d'un drone commercial moyen.

Les tests ont montré que les faux drones n'endommageraient pas le pare-brise d'un avion de ligne. Cependant, le radôme, la couverture circulaire sur le radar au nez de l'avion, n'a pas autant de chance. Alors que des oiseaux simulés du même poids rebondissent, un drone peut s'encastrer ou même se déchirer à travers le radôme. C'est la dureté de certains composants plutôt que le poids qui compte.

Danger d'incendie

imageUniversité de Cranfield

L'autre gros problème est la tendance ennuyeuse d'une batterie à s'enflammer lorsqu'elle est endommagée. Pour recréer cet effet, Horsfall a utilisé un pistolet conçu pour tirer une lame de burin sur une batterie de drone. Après quelques secondes, la batterie endommagée s'est réchauffée et a rapidement commencé à brûler violemment. Si la batterie était logée à l'intérieur d'un radôme ou encastrée dans un avion, un incendie pourrait être le givrage catastrophique sur un gâteau tragique.

Bien que l'attention reste concentrée sur les avions de ligne, en raison des quasi-accidents dramatiques à l'aéroport, d'autres avions courent un plus grand danger de frappes de drones. Horsfall dit que les hélicoptères et les avions légers ont beaucoup plus à craindre des drones parce que leurs pare-brise ne sont pas aussi solides et sont plus susceptibles de voler à la même altitude que les drones, en particulier lors de la lutte contre les incendies. Bien qu'il soit peu probable que les pare-brise d'un avion de ligne soient brisés par l'impact des oiseaux, il y a eu des cas où des hélicoptères ont été perdus en raison d'un rodage avec un troupeau d'oies. Les drones ne feront qu'empirer les choses.

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Conséquences d'une frappe de drone de 200 mph.

Université de Cranfield

Bayandor et son équipe CRASH présenteront deux documents donnant les résultats complets de leurs recherches – y compris une étude détaillée basée sur leur examen de cent cinquante différents types de drones commerciaux – à l'AIAA en janvier. Pendant ce temps, Horsfall prévoit d'améliorer sa configuration de laboratoire, y compris une gamme dédiée pour tester à plein temps les impacts de drones et d'oiseaux.

De nombreuses nouvelles mesures, telles que la réglementation des vols, les restrictions sur les drones et les systèmes de détection et d'évitement sont nécessaires pour garantir la sécurité de l'espace aérien partagé. Mais des accidents se produiront, et Bayandor dit que les impacts des drones devront faire partie de la conception future du moteur, tout comme les impacts d'oiseaux et de grêle.

"Les drones sont là pour rester", explique Bayandor. "Ce n'est que le début."

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