NASA Crash-testede en EVTOL-kabinestruktur, som fejlede på en uventet måde

Mens Advanced Air Mobility (AAM)-koncepter kryber mod virkeligheden, udvikler NASA beregningsmæssige strukturelle modeller for at hjælpe eVTOL-producenter med at analysere og forudsige ydeevnen af ​​de strukturer, de foreslår at flyve passagerer i. En fysisk drop-test, NASA udførte kort før jul, viste, at noget arbejde er nødvendig for at validere modeller til AAM-fly.

Foretaget på NASAs Langley Research Center i Hampton, Virginia, så testen en "Lift+Cruise"-testartikel (konstrueret i forbindelse med agenturets Revolutionary Vertical Lift Technology – RVLT-projekt) udgivet i en gyngelignende armatur, som faldt frit fra omkring 30 fod, hvilket simulerer en plan nødlanding fremadrettet.

Som det kan ses i testvideoen, påvirker AAM-testkabinen med seks passagerer i fuld skala fortovet og glider i retning af dens faldvektor i cirka 20 fod, og roterer let mod uret. Strukturen hopper ikke, men taget agter på den forreste kabine kollapser på fire dummy-passagerer bagerst.

Testartiklen var ikke repræsentativ for noget bestemt AAM-kabinedesign, snarere en generaliseret struktur, der var instrumenteret med det formål at hjælpe med at udfylde data til digitale modelleringsteknikker. Det er afgørende, at NASA designede og inkorporerede en overhead-masse til at repræsentere vingestrukturen, rotor- og batteriplaceringerne, der er fælles for mange AAM-designs.

Joby's AAM – som nu gennemgår FAA's typecertificeringsproces – er et godt eksempel. Dens vingeboks, som understøtter de fire fremadgående elmotorer, rotorer og fløj med vippe-nacelle, er direkte over kabinen. Teoretisk set skal strukturen både understøtte vægten af ​​disse komponenter, andre delsystemer og aerodynamisk belastning/flex, som vingen oplever under start, flyvning (lodret/krydstogt) og landing.

I sin pressemeddelelse anerkendte NASA, at "Der er mange andre overhead-massekonfigurationer, som kan opføre sig anderledes i et styrt."

"Når man ser på kollisionsforhold for disse typer køretøjer, er det vigtigt at bemærke den strukturelle vægt og fordeling, der skal foretages, når man undersøger et specifikt design," sagde Justin Littell, forskningsassistent for Langleys Structural Dynamics Branch.

I dette tilfælde kunne testartiklens tag ikke holde den repræsentative vægt ved stød. NASA forklarede, at dets hold kiggede på to primære begivenheder; Den første var den dynamiske ydeevne af kabinegulvet og sædebevægelsen (lodret bevægelse og energiabsorption af passagersæderne). Kabinens undergulv og energiabsorberende sæder fungerede efter hensigten og begrænsede virkningen af ​​påvirkningen på crashtestdukkerne ifølge NASA, men taget var en anden sag.

"Vores beregningsmæssige prætestmodeller gjorde et godt stykke arbejde med at forudsige den sammensatte deformation indtil overhead strukturelt svigt," fastholdt Littell. "Men beregningsmodellerne forudsagde ikke det samlede [tag] kollaps som set i testen."

NASA siger, at virkningen af ​​den overliggende strukturs kollaps på kollisionstestdukkerne (dvs. potentiel skade) stadig er ved at blive bestemt. Testkabinen omfattede adskillige sædekonfigurationer, herunder et eksperimentelt NASA energiabsorberende koncept, forskellige størrelser af kollisionstestdukker til at studere virkningerne af kollisionsbelastningerne på alle størrelser af passagerer og et modulært NASA-udviklet energiabsorberende kompositundergulv.

Selvom tagkollapset ikke var forventet, betragter testholdet eksperimentet som en yderst værdifuld datadriver til fremtidige simuleringsmodeller. "Vi har med succes testet eVTOL-køretøjskonceptet, der repræsenterer et køretøj med seks passagerer, høje vinger, overliggende masse, flere rotorer, og opnåede mere end 200 kanaler med data og indsamlede over 20 kameravisninger ombord og uden for bord."

NASA's crashtest-hold vil gennemse alle disse data i de kommende måneder. Det er sandsynligt, at den vil dele dataene og udviklingsparametrene for sin digitale model med en række forskellige AAM-producenter. Virksomheder som Joby har allerede deres egne modellerings- og simuleringsregimer – inklusive strukturel modellering/analytik – men de vil uden tvivl være ivrige efter at uddybe dataene og enhver indsigt fra NASAs test.

NASA bekræftede, at dataene ligeledes vil blive brugt som grundlag for at evaluere potentielle testforhold og konfigurationer, der vil blive brugt under en faldtest af en anden Lift+Cruise-testartikel. Den test er foreløbig planlagt til sidst i år. Som med decemberprøven vil den tilhørende video være obligatorisk visning for AAM-fællesskabet.