Любой, кто испытал турбулентность на самолете, конечно, знает, что это не забавная поездка. Несмотря на продвижения в технологии, методы, используемые, чтобы обнаружить эти опасные атмосферные явления, все еще совсем не прекрасны. Однако есть каждый признак, что пилоты разрешения данных, чтобы избежать турбулентности и даже предсказать такие случаи уже обычно регистрируются. На самом деле это много лет делалось!
Яцеку Копеку, докторанту в Факультете Физики, Университету Варшавы, и члену штата Междисциплинарного Центра Университета Математического и Вычислительного Моделирования (ICM), удалось извлечь эту ценную информацию из параметров полета, обычно передаваемых приемоответчиками, установленными в большей части современной коммерческой авиации. Этот новый метод для обнаружения турбулентности так оригинален и потенциально легок осуществить в крупном масштабе, что статья, описывающая его, была показана в «разделе» статей основного момента журнала Atmospheric Measurement Techniques.«Сегодняшняя коммерческая авиация летит на высотах 10 – 15 км, где температуры падают на-60 °C.
Условия для измерения атмосферных параметров очень трудные, который объясняет, почему такие измерения не проводятся систематически или экстенсивно. Отсутствие достаточно точной и актуальной информации не только подвергает опасности самолет и их пассажиров, это также ограничивает разработку теорий и инструментов для прогнозирования турбулентности», говорит Яцек Копек.
В настоящее время пилот сообщает (PIREPs), переданный по радио и предоставленный пилотам другого самолета воздушными диспетчерами, основной источник данных о турбулентности. Так как эти отчеты основаны на субъективных мнениях о пилотах, данные, собранные таким образом, часто омрачаются существенными погрешностями и относительно области турбулентности и относительно ее интенсивности. Более точные показания обеспечены самолетами, вовлеченными в Самолет Метеорологическое Реле Данных (AMDAR) программа.
Этот метод, тем не менее, дорогостоящий, таким образом, данные, собранные на крейсерских высотах, передаются относительно редко. На практике это препятствует таким отчетам использоваться обнаруживать и предсказывать турбулентность.Пассажирские самолеты оснащены датчиками, которые делают запись множества параметров полета.
К сожалению, большинство данных не сделано общедоступным. Общедоступные доклады включают в себя только наиболее основные параметры, такие как положение самолета (передачи ОБЪЯВЛЕНИЙ-B, которые также используются популярным веб-сайтом FlightRadar24), или его скорость относительно земли и воздуха (Данные Способов). Между тем обнаружение турбулентности требует знания вертикального ускорения самолета.«Вертикальное ускорение особенно сильно чувствуют и пассажиры и самолетом», объясняет Яцек Копек. «К сожалению, нет никакого доступа к материалам относительно вертикального ускорения.
Это было то, почему мы решили проверить, могли ли бы мы извлечь такие данные из других параметров полета, доступных в передачах ОБЪЯВЛЕНИЙ-B и Способах. Исследовательское воздушное судно в проекте, в котором я участвовал, было оснащено подходящим приемоответчиком, таким образом, мы использовали в своих интересах тот факт. По совпадению наш соавтор, Siebren de Haan из Королевских Нидерландов Метеорологический Институт, сделал запись передач, полученных от приемоответчика», добавляет он.Ученые из Факультета Физики проверили три алгоритма обнаружения турбулентности.
Первое полагалось на информацию о положении самолета (передачи ОБЪЯВЛЕНИЙ-B). Однако предварительные тесты и их сравнение с параметрами, зарегистрированными в той же самой области исследовательским воздушным судном, не привели к удовлетворительным результатам. Что касается оставления двумя алгоритмами, каждым из них используемый, хотя несколько различными способами, параметры, полученные приблизительно каждые четыре секунды через передачи Способов.
Во втором подходе параметры были проанализированы, используя стандартную теорию турбулентности. В третьем подходе ученые приспособили метод к определению, что интенсивность турбулентности ранее раньше измеряла турбулентность в очень мелком масштабе в подлеске лесов. Оказалось, что, как только скорость ветра около самолета была определена, и его изменения были проанализированы в последовательных чтениях, было возможно использовать последние два теоретических подхода, чтобы определить местонахождение областей турбулентности с ошибкой только 20 км. Для пассажирских самолетов нужны приблизительно 100 секунд, чтобы путешествовать на это расстояние, таким образом, этот уровень точности позволил бы пилотам выводить свой самолет, чтобы эффективно избежать турбулентности.
Используя существующие данные, эта система обнаружения турбулентности, развитого в Институте Геофизики (Факультет Физики, Университет Варшавы) поэтому, не требует никаких значительных инвестиций в инфраструктуру авиации. Чтобы быть готовой к эксплуатации, системе нужны соответствующее программное обеспечение и компьютер, связанный простым способом к устройствам, которые получают передачи Способов от приемоответчиков на борту самолета. Такие устройства – стандартное оборудование в учреждениях управления воздушным движением в Европе. В этой системе пассажирские самолеты действуют как датчики, создавая плотную сеть пунктов измерения над Европой.
«В ближайшие месяцы мы будем работать, чтобы улучшить программное обеспечение. Тем не менее, мы уже достигли нашей самой важной цели: мы доказали, что метод для обнаружения турбулентности предложили действительно работы и можем предоставить пилотам информацию, позволяющую им избегать опасных областей в атмосфере. Обнаружение турбулентности также поможет улучшить методы прогнозирования авиации», подчеркивает профессор Сзымон Малиновский из Факультета Физики, докторского советника по вопросам диссертации Яцека Копека и одного из авторов публикации.
Система обнаружения турбулентности была разработана под грантом от Национального Научного центра Польши (NCN). Данные для исследования были собраны в кампании летного испытания, финансированной из Седьмой рамочной программы Европейского союза.