נאס"א בדקה מבנה תא EVTOL שנכשל בצורה בלתי צפויה

בעוד מושגי ניידות אווירית מתקדמת (AAM) זוחלים לעבר המציאות, נאס"א מפתחת מודלים מבניים חישוביים שיעזרו ליצרני eVTOL לנתח ולחזות את הביצועים של המבנים שהם מציעים להטיס בהם נוסעים. בדיקת נפילה פיזית של נאס"א שבוצעה זמן קצר לפני חג המולד הראתה שעבודה מסוימת היא נדרש לאמת דגמים עבור מטוסי AAM.

הבדיקה בוצעה במרכז המחקר לאנגלי של נאס"א בהמפטון, וירג'יניה, הבחינה במאמר מבחן "Lift+Cruise" (שנבנה בשילוב עם טכנולוגיית הרמה אנכית מהפכנית של הסוכנות - פרויקט RVLT) שוחרר במתקן דמוי נדנדה שנפל חופשי כ-30 רגל, המדמה נחיתת חירום רמה בנסיעה קדימה.

כפי שניתן לראות בסרטון המבחן, תא המבחן AAM בעל שישה נוסעים בקנה מידה מלא פוגע במדרכה ומחליק בכיוון וקטור הירידה שלו במשך כ-20 רגל, מסתובב מעט נגד כיוון השעון. המבנה אינו קופץ אך הגג מאחור של תא הנוסעים הקדמי קורס על ארבעה נוסעי דמה מאחור.

מאמר הבדיקה לא היה מייצג של עיצוב מסוים של תא AAM, אלא מבנה כללי שנועד למטרות עזרה במילוי נתונים עבור טכניקות דוגמנות דיגיטליות. באופן מכריע, נאס"א תכננה ושילבה מסה תקורה כדי לייצג את מבנה הכנף, הרוטור והסוללה המשותפים לתכנוני AAM רבים.

Joby's AAM - שעובר כעת את תהליך הסמכת הסוג של ה-FAA - הוא דוגמה טובה. תיבת הכנף שלו, התומכת בארבעת המנועים החשמליים, הרוטורים והכנף קדימה, עם הטיה, נמצאת ישירות מעל תא הנוסעים. תיאורטית, המבנה חייב גם לתמוך במשקל של רכיבים אלו, בתתי מערכות אחרות וגם להעמסה אווירודינמית/להגמיש את הכנפיים במהלך ההמראה, הטיסה (אנכית/שיוט) ונחיתה.

בהודעה לעיתונות שלה, נאס"א הכירה כי, "ישנן תצורות רבות אחרות של מסה תקורה שעלולות להתנהג אחרת בהתרסקות."

"כאשר בוחנים את תנאי ההתרסקות עבור סוגים אלה של כלי רכב, חשוב לשים לב למשקל המבני ולחלוקה שחייבים להיעשות כאשר בוחנים עיצוב ספציפי", אמר ג'סטין ליטל, עוזר מחקר של סניף Structural Dynamics של לנגלי.

במקרה זה, הגג של מאמר הבדיקה לא יכול היה להחזיק את המשקל המייצג בפגיעה. נאס"א הסבירה שהצוות שלה בוחן שני אירועים ראשוניים; הראשון היה הביצועים הדינמיים של רצפת תא הנוסעים וליטוף המושב (תנועה אנכית וספיגת אנרגיה של מושבי הנוסעים). תת-רצפת התא והמושבים סופגי האנרגיה פעלו כמתוכנן והגבילו את השפעת ההשפעה על בובות מבחן הריסוק לפי נאס"א, אבל הגג היה עניין אחר.

"המודלים של הבדיקה המוקדמת החישובית שלנו עשו עבודה טובה בחיזוי העיוות המרוכב עד לכשל מבני תקורה", טענה ליטל. "עם זאת, המודלים החישוביים לא חזו את הקריסה הכוללת [הגג] כפי שנראתה בבדיקה."

נאס"א אומרת שההשפעה של קריסת המבנה העליונה על בובות מבחן הריסוק (כלומר פציעה אפשרית) עדיין נבדקת. תא המבחן כלל מספר תצורות מושבים, כולל קונספט ניסיוני של נאס"א לספוג אנרגיה, גדלים שונים של בובות מבחן ריסוק לבחינת ההשפעות של עומסי ההתרסקות על כל הגדלים של הנוסעים, ותת-רצפת מרוכבת סופגת אנרגיה מודולרית שפותחה על ידי נאס"א.

בעוד שקריסת הגג לא הייתה צפויה, צוות הבדיקה רואה בניסוי מניע נתונים כדאי מאוד עבור דגמי סימולציה עתידיים. "בדקנו בהצלחה את קונספט הרכב eVTOL המייצג רכב עם שישה נוסעים, כנף גבוהה, מסה עילי, מרובה רוטורים, השגנו יותר מ-200 ערוצי נתונים, ואיסוף למעלה מ-20 תצוגות מצלמות על הסיפון ומחוץ למטוס."

צוות מבחני הריסוק של נאס"א יעבור על כל הנתונים הללו בחודשים הקרובים. סביר להניח שהיא תשתף את הנתונים ואת פרמטרי הפיתוח של המודל הדיגיטלי שלה עם מגוון יצרני AAM. לחברות כמו ג'ובי יש כבר משטרי דוגמנות וסימולציה משלהן - כולל מודלים/ניתוחים מבניים - אבל אין ספק שהן יהיו להוטות לשפוך על הנתונים ועל כל התובנות שנאספו מהבדיקה של נאס"א.

נאס"א אישרה שהנתונים ישמשו גם הם כבסיס להערכת תנאי בדיקה ותצורות פוטנציאליים שישמשו במהלך מבחן נפילה של מאמר שני של מבחן Lift+Cruise. המבחן הזה מתוכנן לסוף השנה. כמו במבחן דצמבר, הסרטון המשויך יהיה צפייה חובה עבור קהילת AAM.