СЕТЬ ОБНАРУЖЕНИЯ МОЛНИЙ, ИСПОЛЬЗУЕМАЯ В ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

АВИАЦИЯ (AVIATION)

УДК 629.7.067

Бурутина В.А.

студентка

Санкт-Петербургский государственный университет гражданской авиации имени Главного маршала авиации А.А. Новикова (г. Санкт-Петербург, Россия)

Соколов О.А.

кандидат технических наук, и.о. заведующего кафедрой «Системы автоматизированного управления» Санкт-Петербургский государственный университет гражданской авиации имени Главного маршала авиации А.А. Новикова (г. Санкт-Петербург, Россия)

СЕТЬ ОБНАРУЖЕНИЯ МОЛНИЙ, ИСПОЛЬЗУЕМАЯ В ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ

Аннотация: в данной работе рассказывается о влиянии молний на работу аэропортов, способах обнаружения молний и о координации движения воздушных судов с использованием полученной информации о погодных условиях.

Ключевые слова: сети обнаружения молний (LDN), прогнозы, погодные условия, управление воздушным движением (УВД).

Актуальность

Молния представляет опасность для: работы воздушных судов (в полёте и на земле), работы аэропортов и обеспечения обслуживания воздушного движения (ОВД). Молния может также указывать на наличие других метеорологических опасностей для операций. В некоторых ситуациях молния

может служить единственным надёжным средством обнаружения подобных опасностей. Таким образом, надёжная и точная система для обнаружения молний на большой площади и предоставления этой информации в режиме реального времени пилотам, эксплуатантам аэродромов и органам управления воздушным движением является большим преимуществом для безопасности.

Сети обнаружения молний

Сети обнаружения молний (Lightning Detection Networks LDN) отслеживают развитие, интенсивность и движение грозы и используются для выпуска предупреждений и прогнозов о суровых погодных условиях. LDN существуют во многих странах и могут быть связаны для работы на континентальной основе (например, EUCLID — Европейское сотрудничество по обнаружению молний). К типичным отраслям промышленности, помимо авиации, которые полагаются на отчёты о молниях и связанных с ними суровых погодных условиях, относятся производство электроэнергии, лесное хозяйство, работа с опасными материалами, спорт и отдых. Исторические архивные данные также используются для помощи в расследованиях, будущих прогнозах и расчётах страховых рисков.

Типичная LDN будет состоять из сети стационарных наземных антенн, которые обнаруживают электрические сигналы, излучаемые грозовыми разрядами «облако-земля» и «облако-облако». Для триангуляции точного местоположения требуется как минимум три антенны. Эта наземная сеть также может поддерживаться мобильными наземными и космическими детекторами. Однако ни один из них не повысит стандарт обслуживания, требуемый авиацией, — точность и скорость: мобильные устройства, работающие в одиночку, могут создавать неоднозначность местоположения, а спутниковым данным требуется несколько минут, чтобы достичь пользователя.

Перед полётом

Метеорологические службы будут использовать данные из LDN, где они доступны, и указывать как в наблюдениях (METAR), так и в прогнозах (TAF),

были ли обнаружены или ожидаются ли молнии в облаке (LTGIC) или облако-земле (LTG). Такая информация вместе с данными о формировании кучево-дождевых облаков (ОД) и турбулентности позволит безопасно планировать маршрут.

Аэродромные операции

Молнии и связанные с ними погодные условия представляют опасность для многих аэродромных работ, а также для персонала, задействованного в них, например, для дозаправки самолетов, строительства и ремонтных работ. Управление воздушным движением (УВД) обычно предоставляет аэродромным службам соответствующую информацию о погоде, включая обновленную информацию о молниях и связанной с ними погоде, которая может напрямую повлиять на аэродром. Это позволяет аэродрому откладывать и приостанавливать определенные операции до тех пор, пока риск не минует.

Управление воздушным движением

Данные в режиме реального времени от LDN предоставляют УВД информацию, которая необходима для координации движения воздушных судов, а также используются для выдачи пилотам предупреждений о неблагоприятных погодных условиях. Наземные метеорологические радары могут иметь ограниченный обзор из-за рельефа местности, а также могут быть большие площади, не покрытые метеорологическими радарами. Следовательно, в этих случаях обнаружение молнии может дать единственное непосредственное указание на суровую погоду.

Наряду с молнией, влияющей на «полезное» воздушное пространство на маршруте, молния и связанные с ней погодные условия вблизи аэродрома могут серьезно нарушить выполнение операций, особенно прилётов и вылетов. Молния также представляет прямую угрозу для источников питания систем воздушного движения и, следовательно, для систем навигации и связи.

В полёте

Обычно самолёт использует бортовой метеорологический радар для обнаружения сильных осадков, указывающих на грозы, обледенение и турбулентность. Однако возможно, что бортовой метеорологический радар не обнаружит все грозы (из-за кучево-дождевых облаков) в этом районе, и поэтому пилоты сочтут данные LDN в реальном времени наиболее ценными. Информация из LDN может передаваться через операционный отдел авиакомпании или через службы воздушного движения. Также возможно автоматическое отображение данных в реальном времени из LDN в кабине экипажа, если бортовые системы совместимы и имеется контракт с поставщиком услуг.

Возможности

Возможности LDN различаются в зависимости от используемой технологии и плотности антенн, установленных в зоне покрытия. Надежность, скорость обнаружения и точность определения местоположения, интенсивности и движения очагов молний могут быть выше 90%.

Можно привести пример в подтверждение ранее сказанным слам. Ниже показан краткий отрывок из отчета Канадского совета по безопасности на транспорте об аварии - 2 августа 2005 г., рейс 358 Air France, Airbus-340 в Торонто:

"В конце захода на посадку вблизи взлётно-посадочной полосы наблюдалась значительная грозовая активность. Анализ ударов молнии в землю, которые могли пересечь траекторию полёта самолёта, был проведён с использованием записанной информации об ударе молнии. Анализ показал, что в 20:00:17 в течение примерно одной секунды в районе порога ВПП 24L произошло шесть ударов молнии в землю. В 20.01:20, когда самолёт находился примерно на высоте 400 футов над уровнем моря, на траверзе зоны приземления, слева от взлётно-посадочной полосы 24L, была нанесена группа из пяти ударов облаком по земле. Примерно в 20:01:49 (с интервалом в одну секунду), за пять секунд до приземления, в конце взлётно-посадочной полосы произошло девять

ударов молнии в землю. Эти цифры, вероятно, являются консервативной оценкой количества ударов молнии, видимых экипажу, поскольку они учитывают только облачно-земные молнии, которые могли пересечь путь подхода."

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Отчет Канадского совета по безопасности на транспорте об аварии - 2 августа 2005 г., рейс 358 Air France, Airbus-340 в Торонто [Электронный ресурс]. URL: https://skybrary.aero/sites/default/files/bookshelf/1040.pdf

2. Lightning Strike Data, Safety News, AeroSafety World, June 2012 [Электронный ресурс]. URL: https://skybrary.aero/sites/default/files/bookshelf/2188.pdf

Burutina V.A.

St. Petersburg State University of Civil Aviation named after Chief Marshal of Aviation A.A. Novikov (St. Petersburg, Russia)

Sokolov O.A.

Candidate of Technical Sciences, Acting Head of the Department "Automated Control Systems" St. Petersburg State University of Civil Aviation named after Chief Marshal of Aviation A.A. Novikov (St. Petersburg, Russia)

LIGHTNING DETECTION NETWORK USED IN CIVIL AVIATION

Abstract: this paper describes the impact of lightning on the operation of airports, methods of detecting lightning and the coordination of aircraft movement using the received information about weather conditions.

Keywords: lightning detection networks, forecasts, weather conditions, air traffic control.