La NASA a testé en collision une structure de cabine EVTOL qui a échoué de manière inattendue

Alors que les concepts de mobilité aérienne avancée (AAM) se rapprochent de la réalité, la NASA développe des modèles structurels informatiques pour aider les fabricants d'eVTOL à analyser et à prévoir les performances des structures dans lesquelles ils proposent de transporter des passagers. Un test de chute physique effectué par la NASA peu avant Noël a montré que certains travaux sont nécessaires pour valider les modèles d'avions AAM.

Effectué au Langley Research Center de la NASA à Hampton, en Virginie, le test a vu un article de test "Lift + Cruise" (construit en collaboration avec le projet Revolutionary Vertical Lift Technology - RVLT) de l'Agence) publié dans un appareil en forme de balançoire qui est tombé en chute libre de environ 30 pieds, simulant un atterrissage d'urgence en palier, avec déplacement vers l'avant.

Comme on peut le voir dans la vidéo de test, la cabine de test AAM à grande échelle pour six passagers impacte la chaussée et dérape dans la direction de son vecteur de chute sur environ 20 pieds, en tournant légèrement dans le sens antihoraire. La structure ne rebondit pas mais le toit à l'arrière de la cabine avant s'effondre sur quatre passagers factices à l'arrière.

L'article de test n'était pas représentatif d'une conception de cabine AAM particulière, mais plutôt d'une structure généralisée instrumentée dans le but d'aider à remplir les données pour les techniques de modélisation numérique. Fondamentalement, la NASA a conçu et incorporé une masse aérienne pour représenter la structure de l'aile, le rotor et les emplacements de batterie communs à de nombreux modèles AAM.

L'AAM de Joby, qui passe actuellement par le processus de certification de type de la FAA, en est un bon exemple. Son caisson d'aile, qui supporte ses quatre moteurs électriques avant à nacelle inclinable, ses rotors et son aile, se trouve directement au-dessus de la cabine. Théoriquement, la structure doit à la fois supporter le poids de ces composants, d'autres sous-systèmes et la charge/flexion aérodynamique subie par l'aile lors du décollage, du vol (vertical/croisière) et de l'atterrissage.

Dans son communiqué de presse, la NASA a reconnu qu'"il existe de nombreuses autres configurations de masse aérienne qui peuvent se comporter différemment lors d'un crash".

"Lorsque l'on examine les conditions de collision pour ces types de véhicules, il est important de noter le poids structurel et la répartition qui doivent être effectués lors de l'examen d'une conception spécifique", a déclaré Justin Littell, assistant de recherche pour la division Structural Dynamics de Langley.

Dans ce cas, le toit de l'article d'essai ne pouvait pas supporter le poids représentatif lors de l'impact. La NASA a expliqué que son équipe examinait deux événements principaux ; Le premier était la performance dynamique du plancher de la cabine et du siège-course (mouvement vertical et absorption d'énergie des sièges passagers). Le sous-plancher de la cabine et les sièges absorbant l'énergie fonctionnaient comme prévu et limitaient l'effet de l'impact sur les mannequins de crash test selon la NASA, mais le toit était une autre affaire.

"Nos modèles de pré-tests informatiques ont fait du bon travail en prédisant la déformation composite jusqu'à la défaillance de la structure aérienne", a déclaré Littell. "Cependant, les modèles informatiques n'ont pas prédit l'effondrement global [du toit] comme on l'a vu dans le test."

La NASA affirme que l'effet de l'effondrement de la structure aérienne sur les mannequins de crash test (c'est-à-dire les blessures potentielles) est toujours en cours de détermination. La cabine d'essai comprenait plusieurs configurations de sièges, y compris un concept expérimental d'absorption d'énergie de la NASA, différentes tailles de mannequins d'essai de collision pour étudier les effets des charges de collision sur toutes les tailles d'occupants et un sous-plancher composite absorbant l'énergie développé par la NASA.

Alors que l'effondrement du toit n'était pas prévu, l'équipe de test considère l'expérience comme un moteur de données très utile pour les futurs modèles de simulation. "Nous avons testé avec succès le concept de véhicule eVTOL représentant un véhicule à six passagers, à ailes hautes, à masse aérienne et à rotors multiples, obtenant plus de 200 canaux de données et collectant plus de 20 vues de caméras embarquées et non embarquées."

L'équipe de crash test de la NASA analysera toutes ces données dans les mois à venir. Il est probable qu'il partagera les données et les paramètres de développement de son modèle numérique avec une variété de fabricants d'AAM. Des entreprises comme Joby ont déjà leurs propres régimes de modélisation et de simulation - y compris la modélisation/l'analyse structurelle - mais elles seront sans aucun doute impatientes de se pencher sur les données et toutes les informations tirées du test de la NASA.

La NASA a confirmé que les données serviront également de base pour évaluer les conditions et configurations de test potentielles qui seront utilisées lors d'un test de chute d'un deuxième article de test Lift + Cruise. Ce test est provisoirement prévu pour la fin de cette année. Comme pour le test de décembre, la vidéo associée sera obligatoire pour la communauté AAM.