Определение движения воздушных потоков в районе аэродрома
Andrew ZЗачастую в наши идиллические представления о функционировании беспилотных авиационных систем вторгается суровая реальность, а именно то, что атмосфера зачатую совсем не столь однородна, как нам хотелось бы. И я даже не хочу сейчас описывать поистине ужасные явления происходящие в условиях грозовой активности, например шквальные фронты,
скорость нисходящих воздушных потоков которых может достигать даже 50 м/с (при попадании в которые летательный аппарат в общем то обречен). И не будем мы рассуждать о восходящих потоках внутри кучево-дождевых облаков, которые достигают скорости 25 м/с и могут довольно быстро переместить ваш аппарат с приятных 2000 метров на совсем недоступные для него 7-8 километров. В конце концов, если вы не занимаетесь исследованием именно этих атмосферных явлений, то делать вам внутри и даже вблизи опасных явлений погоды (ОЯП) абсолютно нечего. Основная проблема заключается в том, что ОЯП оказывают свое разрушительное воздействие достаточно далеко от места своего пребывания.
На приведенном рисунке видно, что довольно серьезные турбулетные потоки могут формироваться за 20 километров от местонахождения непосредственно грозового облака (а регистрировались случаи и более удаленного формирования, доходившие иногда и до 40 километров), причем в местах формирования этих турбулентных потоков стоит в целом неплохая погода и визуально практически невозможно предсказать ни время, ни место, ни направление возникающих порывов ветра. При выполнении взлета или захода на посадку ЛА (возможно и беспилотного), данные эффекты могут привести как к недолету до взлетно-посадочной полосы (ВПП),
так и к перелету предполагаемой точки касания, что в свою очередь может привести к выкатываю ЛА за пределы ВПП.
При выполнении взлета, тоже ничего приятного не происходит, особенно в условиях ограниченности длины ВПП.
Использование метеорологических зондов не дает ощутимого эффекта в оценке влияния порывов ветра в районе аэродрома (даже если зонды запускать целый день). Казалось бы, каким образом мы можем увидеть структуру именно воздушных потоков, причем именно в реальном времени? Ответ пришел откуда его особо не ждали: оказалось, что наличие в приземном слое большого количества мелких частичек и капелек водяного пара может быть обнаружено с помощью лазерного сканирования, при подборе соответствующей длины волны. А так как лазерное излучение отличается высокой стабильностью по частоте, то возможно определить допплеровское смещение отраженного сигнала от каждого элемента разрешения сканируемого пространства, что при круговом сканировании дает нам текущую картину ветровых потоков в каждом элементе разрешения в пределах дальности действия ветрового лидара.
Дабы получить более глубокую информацию по явлению сдвига ветра, рекомендую ознакомиться с официальным руководством Международной организации гражданской авиации (IСAO): http://aviadocs.net/icaodocs/Docs/9817_cons_ru.pdf
А чтобы понять как в целом выглядит система в части самого лидара (на фото представлен ПЛВ-3000):
И вот, возвращаясь к изначальному вопросу, готовы ли организаторы перевозок с помощью беспилотных систем, интегрировать подобные устройства и обеспечить интеграцию их для полностью автоматической корректировки режима полета БЛА?
Продолжение обязательно воспоследует
P.S. за изображения спасибо:
2. Компании "Лазерные системы" http://lsystems.ru/