NASA Crash-Tested Isang EVTOL Cabin Structure Na Nabigo Sa Hindi Inaasahang Paraan

Habang ang mga konsepto ng Advanced Air Mobility (AAM) ay gumagapang patungo sa katotohanan, ang NASA ay gumagawa ng mga computational structural models upang matulungan ang mga gumagawa ng eVTOL na pag-aralan at hulaan ang pagganap ng mga istrukturang iminumungkahi nilang magpalipad ng mga pasahero. Isang pisikal na drop-test na ginawa ng NASA ilang sandali bago ang Pasko ay nagpakita ng ilang trabaho ay kailangan para ma-validate ang mga modelo para sa AAM aircraft.

Isinagawa sa Langley Research Center ng NASA sa Hampton, Virginia, nakita ng pagsubok ang isang artikulo sa pagsubok na “Lift+Cruise” (na binuo kasabay ng Revolutionary Vertical Lift Technology – RVLT project ng Agency) na inilabas sa isang swing-like fixture na free-fall mula sa humigit-kumulang 30 talampakan, na tinutulad ang isang antas, pasulong na paglalakbay na emergency landing.

Gaya ng makikita sa pansubok na video, ang full-scale na anim na pasaherong AAM test cabin ay naaapektuhan ang pavement at nag-skid sa direksyon ng drop vector nito nang humigit-kumulang 20 talampakan, na bahagyang umiikot sa counter-clockwise. Ang istraktura ay hindi tumalbog ngunit ang bubong sa likuran ng pasulong na cabin ay bumagsak sa apat na dummy na pasahero sa likuran.

Ang artikulong pansubok ay hindi kumakatawan sa anumang partikular na disenyo ng cabin ng AAM, sa halip ay isang pangkalahatang istraktura na ginamit para sa mga layunin ng pagtulong sa pagpuno ng data para sa mga diskarte sa digital modeling. Mahalaga, ang NASA ay nagdisenyo at nagsama ng isang overhead-mass upang kumatawan sa istraktura ng pakpak, rotor at mga lokasyon ng baterya na karaniwan sa maraming disenyo ng AAM.

Ang AAM ni Joby - na ngayon ay dumadaan sa proseso ng uri ng sertipikasyon ng FAA - ay isang magandang halimbawa. Ang wing box nito, na sumusuporta sa apat nitong forward, tilt-nacelle electric motors, rotors, at wing ay nasa itaas mismo ng cabin. Sa teorya, ang istraktura ay dapat na parehong sumusuporta sa bigat ng mga bahaging ito, iba pang mga subsystem at aerodynamic loading/flex ang mga karanasan sa pakpak habang lumilipad, lumipad (vertical/cruise) at landing.

Sa press release nito, kinilala ng NASA na, "Maraming iba pang overhead-mass configuration na maaaring magkaiba sa pag-uugali sa isang pag-crash."

"Kapag tumitingin sa mga kondisyon ng pag-crash para sa mga ganitong uri ng mga sasakyan, mahalagang tandaan ang bigat ng istruktura at pamamahagi na dapat gawin kapag sinusuri ang isang partikular na disenyo," sabi ni Justin Littell, research assistant para sa Structural Dynamics Branch ng Langley.

Sa kasong ito, hindi mahawakan ng bubong ng artikulong pansubok ang kinatawan ng timbang sa epekto. Ipinaliwanag ng NASA na ang koponan nito ay tumitingin sa dalawang pangunahing kaganapan; Ang una ay ang dynamic na pagganap ng cabin floor at seat-stroking (vertical na paggalaw at pagsipsip ng enerhiya ng mga upuan ng pasahero). Ang cabin subfloor at energy absorbing seats ay gumana ayon sa nilalayon at limitado ang epekto ng epekto sa crash test dummies ayon sa NASA ngunit ang bubong ay ibang bagay.

"Ang aming mga computational pretest na modelo ay gumawa ng isang mahusay na trabaho sa paghula sa pinagsama-samang pagpapapangit hanggang sa overhead structural failure," pinanatili ni Littell. "Gayunpaman, ang mga modelo ng computational ay hindi hinulaan ang pangkalahatang pagbagsak ng [bubong] tulad ng nakikita sa pagsubok."

Sinasabi ng NASA na ang epekto ng pagbagsak ng overhead na istraktura sa mga crash test dummies (ibig sabihin, potensyal na pinsala) ay tinutukoy pa rin. Kasama sa test cabin ang ilang mga configuration ng upuan kabilang ang isang eksperimental na NASA energy absorbing concept, iba't ibang laki ng crash test dummies para pag-aralan ang mga epekto ng crash load sa lahat ng laki ng mga nakatira, at isang modular na NASA-developed energy-absorbing composite subfloor.

Bagama't hindi inaasahan ang pagbagsak ng bubong, isinasaalang-alang ng pangkat ng pagsubok ang eksperimento bilang isang lubhang kapaki-pakinabang na driver ng data para sa mga modelo ng simulation sa hinaharap. "Matagumpay naming nasubok ang konsepto ng sasakyan ng eVTOL na kumakatawan sa anim na pasahero, mataas na pakpak, overhead mass, maramihang rotor na sasakyan, pagkuha ng higit sa 200 channel ng data, at pagkolekta ng higit sa 20 onboard at off-board na view ng camera."

Sasagutin ng crash test team ng NASA ang lahat ng data na iyon sa mga darating na buwan. Malamang na ibabahagi nito ang data at ang mga parameter ng pagbuo ng digital model nito sa iba't ibang mga gumagawa ng AAM. Ang mga kumpanyang tulad ni Joby ay mayroon nang sariling mga rehimen sa pagmomodelo at simulation – kabilang ang structural modeling/analytics – ngunit walang alinlangan na sabik silang ibuhos ang data at anumang mga insight na makukuha mula sa pagsubok ng NASA.

Kinumpirma ng NASA na ang data ay gagamitin din bilang batayan para sa pagsusuri ng mga potensyal na kondisyon ng pagsubok at mga pagsasaayos na gagamitin sa panahon ng isang drop test ng pangalawang artikulo sa pagsubok ng Lift+Cruise. Ang pagsusulit na iyon ay pansamantalang naka-iskedyul para sa huling bahagi ng taong ito. Tulad ng pagsubok sa Disyembre, ang nauugnay na video ay magiging sapilitan na panonood para sa komunidad ng AAM.