Une étude menée par les firmes QinetiQ et Natural Impacts à la demande du gouvernement britannique et de la British Airline Pilots’ Association révèle les conséquences que pourrait avoir l’impact entre un UAV et le pare-brise d’un avion ou d’un hélicoptère. Le but de l’étude étant de savoir quelle est la vitesse minimale pour qu’une collision entre un drone et un appareil habité cause des dommages structurels importants, voire même la pénétration du pare-brise.
Les paramètres
Les composants d’aéronefs étudiés étaient:
- Des pare-brises d’hélicoptère certifiés contre les impacts aviaires et non certifiés;
- Des rotors de queue d’hélicoptère;
- Des pare-brises de gros avions de ligne.
Les UAV projetés ont été choisis en fonction des modèles les plus fréquemment rencontrés sur le marché:
- Un appareil de type “Quadcopter” pesant 400 g afin de représenter les utilisateurs récréatifs occasionnels;
- Un UAV de “Quadcopter” de 1,2 kg afin de couvrir la majorité des utilisateur récréatifs et des plus petits opérateur commerciaux;
- Un autre “Quadcopter” de 4 kg représentant certains drones professionnels et les plus gros utilisateurs récréatifs; et,
- Un UAV à voilure fixe de 3,5 kg avec l’hélice montée à l’avant faisant office d’UAV professionnel à grande autonomie.
Puisque le spectre des vitesses auxquelles un UAV peut rencontrer un appareil habité est extrêmement large, les UAV ont été projetés à la vitesse moyenne de croisière d’un hélicoptère et aux vitesses moyennes à basse et moyenne altitude des avions de ligne. Pour les modélisations impliquant un rotor de queue, ce dernier tournait à sa vitesse normale d’opération.
Les résultats
Impact d’un drone plus lourd sur un pare-brise d’un avion de ligne.
Pour les tests effectués sur les pare-brises non certifiés contre les impacts aviaires, tous les modèles d’UAV ont réussi a pénétrer le cockpit à des vitesse bien en-dessous de la vitesse normale de croisière d’un hélicoptère. Le drone à voilure fixe a aussi simulé un impact sur un hélicoptère en vol stationnaire à la vitesse maximale de l’UAV et il a réussi à pénétrer le cockpit.
Les pare-brises certifiés contre les impacts aviaires ont, eux, été beaucoup plus résistants. Cependant, les drones multirotors ont quand même réussi à pénétrer le pare-brise à une vitesse similaire à la vitesse de croisière d’un hélicoptère. La pénétration se produisait tout de même, pour l’appareil à voilure fixe, à des vitesses largement en-dessous de la vitesse de croisière, mais jugée fortement improbable lors du vol en stationnaire.
La modélisation du rotor de queue a démontré qu’il peut être endommagé critiquement par n’importe quel type d’UAV, dû à sa vitesse de rotation très élevée. Il est par contre important de mentionner que le rotor de queue d’un hélicoptère est particulièrement sensible aux impacts peu importe l’obstacle impliqué, si petit soit-il.
Les pare-brises des avions de ligne sont beaucoup plus complexes et résistants. Bien que fortement endommagés, ces pare-brise ont empêché la pénétration de tous les types d’UAV à des vitesses moyennes d’approche et d’atterrissage. Bien qu’improbable, l’impact d’un “Quad” pesant 4 kg à plus haute altitude et plus haute vitesse a réussi à causer une rupture structurelle complète sur un certain type de pare-brise. À ces dernières vitesses, le drone à voilure fixe a réussi à pénétrer le cockpit de tous les types de pare-brise.
Conclusion
La densité des matériaux utilisés dans la construction des UAV étant largement supérieure à celle d’un oiseau, les dommages lors de l’impact avec un drone sont beaucoup plus sévères. Aussi, une pièce métallique, comme un moteur, entourée d’un cadre en plastique faisait beaucoup moins de dommage qu’un composant simplement en métal puisque le plastique absorbait une partie de l’impact. On peut en conclure qu’il serait sage que les manufacturier prennent en compte ces résultats dans la conception de leurs UAV.
D’autres études sont présentement en cours pour savoir quel serait l’impact d’une collision avec un drone sur une autre partie d’un avion que le pare-brise. Aussi, la probabilité qu’un impact entre UAV et un appareil habité se produise doit être évalué en fonction des scénarios testés. Ainsi, il sera plus facile dans un futur rapproché de faire des modifications éclairées au cadre réglementaire et de suggérer des normes de conception pour les UAV.
Tests de collision d’une pile sur le nez d’un avion de ligne.
Source: Gov.uk