Wäre ein Drohnenangriff gefährlicher als ein Vogelschlag?

Nehmen wir an, Sie haben eine Möwe und eine Drohne von vergleichbarer Größe. Stellen Sie sich vor, einer von beiden würde von einem großen Turbofan-Triebwerk aufgenommen, wie es bei einer 737 (z. B. dem CFM-56 ) zu finden ist.

Was würde mehr Schaden anrichten und warum? Mich interessiert vor allem, wie sich der Materialunterschied auf die Lüfterblätter und Verdichterstufen auswirkt.

@foot Einverstanden. Diese Frage ist eine Art konzentrierte Fortsetzung dieser Frage.
Interessanterweise fand ich erst gestern einen Nachrichtenbericht, in dem stand, dass eine auf Statistiken basierende Studie darauf hindeutet, dass Drohnen sehr unwahrscheinlich eine Gefahr darstellen. Ich war skeptisch und suchte ein wenig und fand eine ältere Arbeit, die genau das Gegenteil behauptete, basierend auf eher mechanischen Argumenten. Ich vermute, die Antwort könnte lauten, wir wissen es nicht, bis jemand ein paar Motoren testet ...
@Andy Angesichts der Anzahl der Vögel da draußen im Vergleich zur Anzahl der Drohnen sind Ihre Chancen wahrscheinlich viel höher, von einem Vogel Schaden zu nehmen. Die Statistiken für die jährlichen Kosten von Vogelschlägen sind einige ziemlich große Dollarbeträge (Euro), während die Statistiken für Drohnen ziemlich klein sind. Aber wenn Sie einen Vogel in "diesem" Motor bekommen, dann eine Drohne in "diesem" Motor, von gleicher Größe und gleichem Gewicht, werden die mechanischen Effekte übernehmen, und hier vermute ich, dass die Drohne die Dinge wirklich viel schlimmer zerreißen wird als das Vogelfleisch.
@RalphJ stimme Ihrer Argumentation über die schiere Anzahl von Vögeln zu. Was die mechanischen Aspekte von Drohnen betrifft, so habe ich gesucht und konnte noch niemanden finden, der tatsächliche Tests durchführt, was enttäuschend ist, wenn man bedenkt, dass Motoren in der Vergangenheit absichtlich für Vogeltests verwendet wurden. (Einige führen Computersimulationen durch.) Hoffentlich werden Tests irgendwann durchgeführt.
Der "Drohnenschwarm" aus dieser Frage könnte etwas Schaden anrichten?
@Ralph J: OTOH, ich bezweifle, dass Vögel absichtlich in die Nähe von Düsenflugzeugen fliegen und ihr Bestes tun würden, um ihnen auszuweichen. Das kann ich nicht von allen sagen, die Drohnen fliegen, wie die heutigen Nachrichten zeigen: abcnews.go.com/US/wireStory/… (18.03.2016)
Dies könnte eine interessantere Frage mit einem Propellerflugzeug sein. Mein persönlicher Rekord waren 39 kanadische Gänse, die vom Bodenpersonal von einer Landebahn entfernt wurden, nachdem sich ein Schwarm, der sich erwärmte, entschied, in meinen Weg zu starten (ohne die zu zählen, die nicht auf der Landebahn gelandet sind). An der Klimaanlage entstand kein Schaden. Ich muss mich fragen, ob der Mixmaster vorn bei einer Drohne das Gleiche getan hätte.
Obwohl ich umfangreiche Nachforschungen im Zusammenhang mit dem UAS- Sicherheitsbericht zum Aufprall von UAS auf Vögel angestellt habe, war ich nicht in der Lage, spezifische Daten zu dieser speziellen wichtigen Frage zu finden. Aufpralle mit hoher Geschwindigkeit sind ein komplexes Phänomen, und detaillierte Daten sind erforderlich. Wenn es einfach wäre, sie auf der Grundlage einer Papieranalyse zu charakterisieren, würden die Motorenhersteller keine tatsächlichen Vogel-, Wasser- und Hageltests durchführen. Ich habe viele Behauptungen über "weich" gegenüber "hart" gehört, aber von jedem, der einen Bauchflop gemacht hat Ah
Es stimmt zwar, dass Sie die Details nie wirklich haben werden, bis eine vollständige Studie abgeschlossen ist, aber Sie können Materialsimulationen durchführen, die Ihnen eine ziemlich gute Vorstellung davon geben, was passieren kann. Es ist ein bisschen wie beim Design moderner Flugzeuge: Sie führen die meisten frühen Designarbeiten und Tests auf einem Computer in einer Simulation durch. Aber schließlich müssen Sie ein physisches Modell bauen und in einen Windkanal gehen, um das Computermodell zu überprüfen. Wie auch immer, ich suche nicht einmal nach einer Computersimulation, ich würde nur ein paar grobe Zahlen nehmen, wenn sie zu haben sind. Beginnen zu bezweifeln, dass sie es sind.

Antworten (3)

Es gibt eine numerische Studie zu diesem Thema bei VirginiaTech , wo eine 5-kg-Drohne simuliert wurde, die von einem Turbofan aufgenommen wurde, einige Bilder im Zusammenhang mit der Studie unten:

Aus Aerospace America, November 2015, grafische Modellierung durch die Doktoranden Yangkun Song und Kevin Schroeder vom VirginiaTech Crashworthiness for Aerospace Structures and Hybrids lab.

Im selben Aerospace America Artikel ist zu lesen:

  • Die FAA wird nächstes Jahr mit dem Testen der Drohnenaufnahme beginnen
  • Das Maß für die Gefahr ist die Dichte des Materials, daher sind Metallteile kritischer als die Knochen/Gewebe von Vögeln. Moderne Drohnen haben mehr Aluminiumteile, aber die kritischste Komponente einer Drohnenaufnahme wären die Batterien.

Beim Vergleich verschiedener Größen wiegt ein kommerzieller Quadrocopter etwa 1,4 kg, während der häufigste Vogelschlag (aus der FAA-Datenbank ) etwa 1,8 kg wiegt.

Dies ist nicht das Worst-Case-Szenario, da größere Drohnen im Handel erhältlich sind, und eine Gans, die bis zu 6 kg wiegen kann.

Danke, dass du das gefunden hast. Sie haben den Artikel auch online (obwohl es nicht viel mehr als die gezeigte Illustration gibt). Verknüpfung
@Andy Vielen Dank für das Feedback. Ich habe den von Ihnen bereitgestellten Link in die Antwort aufgenommen, um die Lesbarkeit zu verbessern

Vögel sind weich; Drohnen neigen dazu, zumindest einige Teile aus Hartmetall zu haben. Wenn ein kleiner Vogel durch die Lüfterflügel eines Triebwerks fliegt, wird er ziemlich sauber geschnitten und verursacht oft überhaupt keinen Schaden. (Ein größerer Vogel, der in den Kern geht, ist eine andere Sache – fragen Sie Captain Sullenberger!) Ich würde vermuten, dass die Metallteile in einer Drohne die Lüfterblätter weitaus mehr beschädigen würden als der Vogel – nicht unbedingt etwas unmittelbar Katastrophales , aber Kerben in der Vorderkante der Lüfterblätter wären wahrscheinlich sichtbar, wenn man sich den abgeschalteten Motor ansieht, und diese werden durch Wartungsarbeiten behoben.

Alles , was in den Kern geht, ist komplizierter, als wenn es nur in die Lüfterblätter geht, und der Unterschied zwischen dem Kochen von Vogelfleisch und dem Ausspucken im Vergleich zu dem Schmelzen von Metall und Kunststoff der Drohne und dem Verursachen von Verstopfungen und Schäden ist wahrscheinlich ein weiterer Unterschied - - Der Vogel kann Schaden anrichten, aber die Drohne würde wahrscheinlich eher Schaden anrichten und würde wahrscheinlich größeren Schaden anrichten.

Inwieweit die Besatzung den Unterschied im Flug feststellen konnte, ist schwer zu sagen. (Die Erfahrung mit Vogelschlägen auf die Motoren ist ziemlich weit verbreitet, zumindest in Bezug auf das Unternehmenswissen; die Anzahl der Drohnen in Motoren ist viel, viel geringer.) Zu wissen, dass etwas mit einem Motor nicht stimmt, und damit umzugehen damit ist nicht dasselbe wie die Ursache zu kennen - zumindest bis Sie wieder am Boden sind und der Motor inspiziert wird.

UPDATE: Dieser Artikel von Popular Mechanics behandelt diese Art von Problemen, wobei einige Simulationen verlinkt sind, wie z. B. dieses Video .

Ich denke, dies ist ein guter Rahmen für eine Antwort, aber ich hatte wirklich auf genauere Details gehofft, wie die Materialien mit den Einbauten des Motors interagieren würden ...
Diese Antwort ist größtenteils Spekulation - man könnte leicht argumentieren, dass Vögel hauptsächlich Wassersäcke sind (wie die meisten Organismen) und als solche aus einem schweren, inkompressiblen (!) Medium bestehen, das eher Biege- und Rissschäden als Stich- oder Kratzschäden verursachen kann. Ich denke, dass jede Antwort, die nicht über Feldtests berichtet (ob absichtlich oder versehentlich), für @JayCarr in der Tat nicht sehr nützlich ist, wie er angibt.
Nimm ein Fleischerbeil und zerhacke ein Huhn 50 Mal. Untersuchen Sie das Kinfe auf Beschädigungen. Jetzt durch 50 Drohnen hacken & inspizieren. Wetten, dass Sie in den Drohnen mehr Kerben auf der Klinge aus Metall finden. Bis P&W oder GE bereit sind, ein oder mehrere Triebwerke abzuschreiben, indem Drohnen hineinfliegen, werden wir wahrscheinlich keine perfekt vergleichbaren technischen Daten haben, aber die durch Erfahrung informierte Intuition kann uns sagen, was die qualitativen Ergebnisse am wahrscheinlichsten sind. Wir kennen den Schaden, den FOD an Motoren anrichtet, und Pfund für Pfund richten Vögel pro Vorfall weitaus weniger Schaden an als Metall und Steine.
@RalphJ Sanchises schlägt vor, dass Wasser bei den beteiligten Geschwindigkeiten nicht so funktioniert, wie es unsere Intuition bei niedriger Geschwindigkeit vorschlägt, und ich denke nicht, dass ein Gedankenexperiment mit niedriger Geschwindigkeit hilfreich ist. Andererseits scheint Ihr Vorschlag zu FOD sehr relevant zu sein - etwas über Aluminium oder andere Leichtgewichte im Besonderen?
@Charles Es gibt reichlich Erfahrung mit Vögeln, die Motoren durchlaufen, und sie neigen dazu, ordentlich zerhackt und ausgespuckt zu werden, ohne den Motor nennenswert zu beschädigen (solange sie den Kern verfehlt haben). Wir wissen aus Erfahrung mit FOD, dass Metall – egal welcher Art – für Motoren weitaus schlimmer ist, selbst bei niedrigen Drehzahlen. Für jemanden, der nicht glaubt, dass ein Ventilatorflügel beim Versuch, durch Metall zu schneiden, weitaus schlechter abschneiden wird, als wenn er mit der gleichen Geschwindigkeit durch einen Vogel gleitet, egal wie hoch diese Geschwindigkeit ist, kann ich nichts anderes zur Erleuchtung anbieten.

Während eine Kollision mit irgendetwas während des Fluges schlimm wäre, behalten Sie bitte die Angst vor Drohnen im Auge. Das OP-Szenario ist nie passiert .

Es gab mehr als eine Million Flugstunden kleiner Drohnen, aber es gibt keinen einzigen verifizierbaren Bericht über eine Kollision zwischen einer persönlichen Drohne und einem bemannten Flugzeug. Nicht eins.

Es gibt auch keinen einzigen verifizierbaren Bericht über einen Drohnenabsturz in den USA, der zu einer schweren Verletzung im Sinne des NTSB bei jemandem führte, der nicht mit dem Flug in Verbindung stand. Nicht eins. Es ist eine Sicherheitsrate, auf die alle anderen Segmente der Luftfahrt neidisch wären.

Das einzig bedeutende Metall in den meisten Verbraucherdrohnen sind die Motoren, die etwa die Größe eines großen Hagelkorns haben. Die Batterien fühlen sich dicht an, aber sie sind meistens ein flüssiger Polymerelektrolyt.

Ja, die FAA plant, nächstes Jahr eine Drohne in ihre Triebwerksaufnahmetests aufzunehmen. Das Problem, das ich sehe, ist , welche Drohne? The333.org hat bis zum 12.07.2016 5469 Ausnahmen untersucht und die Daten enthalten 902 UAS-Modelle von 256 Herstellern. Was ist also „typisch“?

Die Batterien werden mit einem Edelstahlbehälter geliefert. DAS und die Masse im Inneren machen sie bei einer Kollision gefährlicher als Vögel.
Die SS-Umhüllung ist nicht viel dicker als Ihre Küchenaluminiumfolie, und nicht alle Batterien haben das. Wie gesagt, die Batterien sind meistens flüssig.
Zitate oder Quellen? Das mag stimmen, liest sich derzeit aber wie Meinung.
Es gibt 10-30 Milliarden Vögel in den USA und daher bin ich nicht besonders beeindruckt von einer Million Stunden Drohnenflügen im Vergleich zu einer Billiarde Stunden Vogelflügen seit der Gründung der FAA. 2015 wurden der FAA 13.546 Vogelschläge gemeldet; wenn nur 20 % gemeldet werden ( Khan, Kapania & Johnson ), würden wir mehr als zehn Milliarden Stunden Drohnenflug benötigen, bevor wir eine einzige Kollision erwarten würden, wenn Vögel und Drohnen ähnlich fliegen würden.
Wäre ein Drohnenangriff gefährlicher als ein Vogelschlag?
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