当无人机撞上飞机时，会发生什么？

美国联邦航空管理局表示，自2014年以来，无人驾驶飞行器和飞机之间发生的未遂事故数量激增，截至2016年8月达到650起。上个月，一架大型客机在伦敦最高的摩天大楼附近差点撞上一架无人机。由于无人驾驶飞行器的频繁活动，迪拜国际机场一再关闭。此外，低空飞行的无人驾驶飞行器正日益影响美国西部消防员的行动。

迟早，那些未遂事件会真的发生。因此，来自英国和美国的专家正在重建这些致命的场景，以免这些无人机对现实世界造成破坏，希望将这个21世纪的问题消灭在萌芽状态。美国联邦航空管理局和它的同事欧洲航空安全局联合建立了一项新的研究，通过观察计算机模拟和进行物理测试来理解问题和预防灾难。

来自地狱的机械鹅

当飞机撞上无人机时，实际发生了什么？尽管有些人仍然认为无人机不比大雁更危险，但一项新的研究表明，当无人机涉及商用和低空直升机时，它们更像是来自地狱的机械雁。

“无人机的影响不同于鸟类，”弗吉尼亚理工大学飞机复杂结构碰撞实验室主任兼副教授贾维德·巴扬多尔说。

当无人机涉及商业和低空直升机时，它们更像来自地狱的机械鹅。

Bayandor的模拟结果表明，当无人机和鸟类遭遇喷气发动机造成的突然死亡时会发生什么。客机的引擎可以完全粉碎小型商用无人驾驶飞行器。但是这些机械鸟正在慢慢成长，事情变得越来越危险。

无人驾驶飞行器比由软组织、肌肉和其他飞行动物制成的鹅密度更大、更硬。模拟结果显示，当一只鸟进入引擎时，它基本上被旋转的叶片液化了，就像节目“它会融合”(该公司曾拍摄到自己的混合器粉碎iphone4)中的恐怖情节一样，并进行令人毛骨悚然的融合，而无人机的情况并非如此。

“打散鸟类相对容易...“在另一边，你会看到许多与粘性液体非常相似的物质，”巴扬多说，“而无人机更像是穿过飞机引擎的岩石。”

这意味着立即损坏，这会导致发动机叶片变形、损坏甚至完全碎裂。即使一开始没有损坏，大型无人机的急转弯也会导致发动机失衡。这种不平衡将逐渐升级，导致叶片开始撞击包裹它们的外壳。引擎在它的外壳里来回跳动，这样，小的损坏逐渐演变成一个真正的问题。

幸运的是，发动机的设计能够承受杂散物体造成的损坏，包括在此类事件中产生的高速碎片，这些碎片可能包含在发动机内部。“通常，发动机外壳的设计使它成为机身和发动机之间的屏障，”巴扬多说。

但是这种保护是不灵活的。现代发动机的设计并不是为了吞噬无人机，而且该模型还显示出一些意想不到的结果，例如位置和角度的影响可能导致的巨大差异。

我们需要担心的不仅仅是引擎。

穿孔

位于大西洋彼岸的英国克兰菲尔德大学的伊恩·霍斯法尔教授花了大量时间使用来自不同国家的不同种类的大炮“向其他东西扔东西”。他的装甲冲击队最近开始了无人机和飞机之间的空战模拟实验。

为了测试无人驾驶飞行器在客机起飞或着陆期间的影响(这是发生这种灾难的最可能时间，因为这两次是飞机离地面最近的时间)，霍斯法尔开发了一种4英寸口径的加农炮，10英尺的枪管由压缩空气驱动，能够以每小时200英里的速度发射子弹。尽管一些测试使用真正的死鸟作为子弹——它们创造了航空城的神话——霍斯法尔的项目使用大量明胶作为替代品，就像凝胶弹道学被用来检测枪击的物理效应一样。

为了模拟无人驾驶飞行器的影响，霍斯法尔发明了一种导弹来模拟无人驾驶飞行器的物理性能，这种飞行器具有相同大小和重量的部件。他们用四个葡萄大小的气缸代替了发动机。一块电路板，一个照相机和一个无人机电池被放置在尼龙板上。这些部件被包裹在泡沫塑料块中，以重建类似于普通商用无人机的重量和结构。

试验结果表明，模拟无人机不会损坏飞机的风挡。然而，天线罩，即飞机机头上的圆形雷达罩，就没那么幸运了。用同样重量的鸟来模拟撞击只会导致反弹，而没有人有机会嵌入或者甚至从右边撕开天线罩。与重量造成的损坏相比，部件的硬度影响更大。

起火的原因

另一个大问题是电池损坏时容易着火。为了重现这种效果，霍斯法尔使用了一把设计用来在无人驾驶飞行器的电池中发射凿子的枪。几秒钟后，受损的电池逐渐升温，并很快开始剧烈燃烧。如果电池安装在天线罩内或嵌入飞机，火灾可能是灾难蛋糕上灾难性的糖衣。

我们的注意力仍然集中在客机上。由于在机场频繁的戏剧性尝试，其他飞机也受到了无人机袭击的更大伤害。霍斯法尔说，直升机和轻型飞机比直升机更害怕无人机，因为它们的挡风玻璃不够坚固，而且它们更有可能在与无人机相同的高度飞行，尤其是在救火的时候。虽然客机的挡风玻璃不太可能在鸟撞后被损坏，但有一架直升机在遇到一群鹅后失踪的案例。无人机只会让事情变得更糟。

巴扬多和他的实验室将提交两篇论文，总结他们的研究成果，包括基于750种不同类型的商用无人机的详细研究，论文将于一月份在美国航空航天协会(AIAA)发表。与此同时，巴扬多计划升级他实验室的设备，包括无人机范围内的专业全天候测试和鸟撞实验。

为了确保共享空域的安全，需要提出许多新的措施，如限制无人机飞行的飞行规则，以及意识和回避标准。但是事故最终会发生，巴扬多说。无人驾驶飞行器需要成为影响未来发动机设计的因素之一，就像鸟和冰雹袭击会影响飞机一样。

“信不信由你，无人机总是在那里，”巴扬多说。“这只是开始。”

蝌蚪工作人员从通俗力学编译，翻译土豆同学，转载必须授权