БОУЛДЕР. Во время первых испытательных полетов на борту исследовательского самолета датчик алидара, ищущий турбулентность ясного неба над Скалистыми горами, сигнализировал о неспокойном воздухе впереди, что пассажиры самолета почувствовали через несколько секунд, когда самолет пролетал через участки турбулентности. часть системы обнаружения и предупреждения, используемой на коммерческих самолетах для предотвращения травм пассажиров и членов экипажа.
Исследовательский самолет Electra, принадлежащий Национальному научному фонду (NSF) и эксплуатируемый Национальным центром атмосферных исследований (NCAR), протестировал датчик во время двух полетов над Скалистыми горами на прошлой неделе из аэропорта округа Джефферсон недалеко от Денвера. До 10 апреля запланировано больше рейсов.
Эксперимент является совместным проектом Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА), NSF и Coherent Technologies, Inc. (CTI) из Лафайета, штат Колорадо.
Летно-исследовательский центр НАСА Драйден возглавляет эксперимент под названием ACLAIM (Airborne Coherent Lidar Advanced In-flight Measurement). Компания CTI создала датчик доплеровского лидара, который использует лазерные лучи для отслеживания движения естественных аэрозольных частиц, размер некоторых из которых составляет миллионную долю метра, когда они закручивают турбулентный воздух в нескольких километрах впереди самолета.
Во время первого полета на приспособляемость 23 марта «система четко подтвердила жизнеспособность этой техники, обнаружив впереди даже слабую турбулентность». - сказал менеджер проекта NCAR Аллен Шанот, находившийся на борту самолета. Во втором полете лидар успешно обнаружил умеренную турбулентность на восемь-десять секунд раньше самолета, когда он несколько раз пролетал со скоростью 300 миль в час в возмущенном воздухе вдоль горных хребтов недалеко от Пуэбло, штат Колорадо. Electra совершала полеты на высоте от 20 000 до 25 000 футов во время первых испытательных полетов. Коммерческие самолеты обычно летают на высоте от 30 000 до 40 000 футов.
Ученый-атмосферник NCAR Ларри Корнман будет работать с учеными CTI, чтобы проанализировать данные и оценить способность лидара количественно измерять турбулентность. Корнман говорит: «Первые результаты - обнадеживающий первый шаг. Теперь, когда мы знаем, что устройство может «видеть» турбулентность при ясном небе прямо перед собой, есть стимул сделать его достаточно мощным, чтобы смотреть дальше и увеличить время предупреждения».
Корнман изучает турбулентность более десяти лет. Он разработал средства для расчета атмосферной турбулентности, используя измерения ответных движений самолета. В настоящее время United Airlines тестирует свой метод на коммерческих самолетах.
Поскольку турбулентность при ясном небе недолговечна, хаотична и невидима ни для глаза, ни для радара, ее трудно обнаружить и спрогнозировать. Во время экспериментальных полетов пилот «Электры» ищет зоны турбулентности, предсказанные метеорологами из NCAR и NASADryden. В отличие от радара, который использует радиоволны, лидарный датчик CTI направляет инфракрасный лазерный луч вперед в ожидаемую турбулентность на траектории полета самолета. Частицы пыли и аэрозоли отражают лазерный луч обратно к самолету, характеризуя турбулентные движения воздуха впереди. Когда через несколько секунд самолет сталкивается с неспокойным воздухом, измеряется его реакция (отскок, падение), а предполагаемая атмосферная турбулентность позже сравнивается с той, которая обнаружена в данных переднего лидара. Если две сетки, телидар может оказаться полезным на коммерческих самолетах для обнаружения турбулентности в чистом небе, чтобы пилоты вовремя проинструктировали пассажиров и членов экипажа о том, что нужно сесть и пристегнуть ремни безопасности до того, как произойдет травма.
По словам руководителя проекта Драйдена Рода Бога, «Во время испытаний система наблюдала зоны турбулентности перед самолетом, и самолет испытывал возмущения, когда проникал в турбулентность. Если бы при первом обнаружении турбулентности прозвучал сигнал тревоги, смогли быстро вернуться на свои места, сесть и пристегнуть ремни безопасности перед столкновением."
Традиционный радар, уже установленный на коммерческих самолетах, может в будущем сыграть роль в обнаружении другого типа возмущения - конвективной турбулентности, - которая возникает в облаках или вблизи них. В Джуно, Аляска, NASA и AlliedSignal Inc. в настоящее время тестируют одно такое устройство для этой цели. Поскольку лидар работает только при ясном небе, эти две системы будут дополнять друг друга в обнаружении как ясного неба, так и конвективной турбулентности..
Турбулентность повалила самолет United Airlines на 300 метров (900 футов) в декабре прошлого года, убив одного пассажира и ранив более 100 человек на рейсе из Японии на Гавайи. В других случаях турбулентный воздух отрывал двигатели самолетов, ломал крылья надвое, подбрасывал тележки с едой к потолку и ломал кости пассажирам и бортпроводникам. Каждый год социальные издержки, связанные с инцидентами, связанными с турбулентностью, достигают почти 100 миллионов долларов в виде человеческих травм, повреждений самолетов и правительственных расследований. Турбулентность является основной причиной несмертельных травм пассажиров и экипажа авиакомпаний.
«В прошлом исследования турбулентности, связанные с авиационными проблемами, проводились с перерывами», - говорит Корнман. «Теперь НАСА и Федеральное авиационное управление проводят совместные программы, такие как ACLAIM, которые сосредоточены непосредственно на проблемах турбулентности. Благодаря этим национальным ресурсам у исследователей есть больше возможностей для разработки точных устройств обнаружения и надежных предупреждений для более безопасных и комфортных авиаперелетов в будущем».
NCAR управляется Университетской корпорацией атмосферных исследований (UCAR) при спонсорской поддержке Национального научного фонда. UCAR является консорциумом из более чем 60 университетов, предлагающих докторские степени в области атмосферных или смежных наук.
Примечание для редакторов: Бета-видеозаписи и фотографии Electra доступны через NCAR Media Relations. Самолет можно снять на видео во время эксперимента по предварительной договоренности, позвонив в Anatta, NCAR Media Relations, 303-497-8604. Видео-анимации лидара можно получить у Кирстен Уильямс в Драйдене.
Найдите этот выпуск новостей во всемирной паутине по адресу