Airbus: System ostrzegania przed pyłem

easyJet, Airbus i Nicarnica Aviation tworzą pierwszą w historii sztuczną chmurę pyłu wulkanicznego do celów testowych. Eksperyment potwierdził możliwości wykrywania i oceny koncentracji pyłów wulkanicznych w atmosferze za pomocą czujnika AVOID. Praktyczne rozwiązanie dla lotnictwa komercyjnego przeżywającego paraliż w sytuacji wybuchów wulkanicznych coraz bardziej realne.



Podczas eksperymentu zespół przeprowadzający test:

• Stworzył sztuczną chmurę pyłu nad Zatoką Biskajską, rozpylając z samolotu Airbus A400M tonę popiołów wulkanicznych,

• Przeprowadził pomiar koncentracji pyłów z małego samolotu, który przeleciał przez chmurę popiołów,

• Dokonał przelotu samolotem Airbus A340-300 z zamontowanym czujnikiem AVOID w stronę chmury i pomyślnie rozpoznał popioły z odległości 60 km oraz precyzyjnie określił ich koncentrację,

• easyJet planuje dalsze prace rozwojowe, których celem jest zamontowanie do końca 2014 roku autonomicznych urządzeń w części użytkowanej floty. Pozwoli to uniknąć zamykania przestrzeni powietrznej i odwoływania lotów na szeroką skalę, które sparaliżowały transport powietrzny w 2010 roku.

Linie easyJet we współpracy z firmami Airbus i Nicarnica Aviation zakończyły pomyślnie ostatnią fazę testów technologii wykrywania pyłów wulkanicznych o nazwie AVOID. Przeprowadzono wyjątkowy eksperyment, w trakcie którego stworzono sztuczną chmurę pyłu.

Samolot Airbus A400M rozpylił w atmosferze jedną tonę islandzkich popiołów na wysokości pomiędzy 2750 a 3350 metrów, tworząc w ten sposób warunki porównywalne do występujących w czasie erupcji z 2010 roku.



Drugi testowy samolot, wyposażony w technologię AVOID Airbus A340-300, leciał w kierunku chmury, identyfikując ją i dokonując pomiarów z odległości około 60 km. W eksperymencie wziął udział także należący do Uniwersytetu Nauk Stosowanych w Dusseldorfie mały samolot DA42, który przeleciał przez chmurę, przeprowadzając pomiary, które pomogły w weryfikacji dokładności wyników uzyskanych przez system AVOID.

Wytworzona podczas testu chmura miała około 180-240 m głębokości i 2,8 km średnicy. Na początku była widoczna gołym okiem, ale szybko rozproszyła się i stała się trudna do zauważenia.

Czujnik pyłów wulkanicznych AVOID wykrył chmurę i zmierzył jej gęstość, która mieściła się w zakresie od 0,1 do 1 g/m2 – co daje stężenie rzędu 100 to 1000 µg/m3. Jest to poziom zbliżony do stwierdzonego podczas kryzysu lotniczego wywołanego przez erupcję wulkanu Eyjafjallajokul w kwietniu i maju 2010 roku.

- Zagrożenie powodowane przez islandzkie wulkany nie minęło, tak więc jesteśmy bardzo zadowoleni z rezultatu tego wyjątkowego eksperymentu. Priorytetem dla branży jest szybkie znalezienie rozwiązania tego problemu i uniknięcie sytuacji, która miała miejsce wiosną 2010 roku, gdy na kilka dni zostały wstrzymane loty nad całą Europą. To kluczowy krok w procesie testowania technologii i przejścia do etapu certyfikacji komercyjnej. Firma easyJet skupi się teraz na pracach mających na celu wyprodukowanie autonomicznych systemów, które do końca 2014 roku chcemy zainstalować w części naszej obecnej floty - skomentował Ian Davies, dyrektor techniczny easyJet.



- Nasz zespół właśnie zakończył wyjątkowy eksperyment techniczny i inżynieryjny, wykazując bezsprzecznie, że czujnik AVOID jest w stanie wykryć pyły o niewielkiej koncentracji. Sukces, jakim zakończył się ten skomplikowany eksperyment, w którym w ograniczonej przestrzeni powietrznej zrzucono 1000 kg pyłu, wykorzystano cztery samoloty i dokonano pomiarów przy użyciu dwóch z nich, stanowi świadectwo zaangażowania i zdolności inżynierów z firm easyJet i AIRBUS. Jest to też doskonały przykład współpracy nauki i biznesu w celu rozwiązania istotnego problemu w branży lotniczej - powiedział dr. Fred Prata, wynalazca technologii AVOID.

- Firma Airbus od momentu założenia ponad 40 lat temu wspierała i realizowała wiele programów testowych, zarówno samodzielnie, jak i we współpracy z innymi organizacjami. Dziś za pomocą systemu AVOID chcieliśmy pokazać, że koncepcja wykrywania pyłu wulkanicznego może się sprawdzić, i dowiedliśmy tego w warunkach testowych. Teraz musimy przeanalizować wszystkie zebrane dane. Jesteśmy świadkami wynalazku, który może okazać się praktycznym rozwiązaniem dla lotnictwa komercyjnego i zapobiec zakłóceniom na dużą skalę wywoływanym przez pyły wulkaniczne - podsumował Charles Champion, wiceprezes wykonawczy i dyrektor ds. inżynierii firmy Airbus.

Profesor Konradin Weber z Uniwersytetu Nauk Stosowanych w Duesseldorfie skomentował:

- Uniwersytet Nauk Stosowanych w Dusseldorfie ma bogate doświadczenia w zakresie badań lotniczych pyłów wulkanicznych. Podczas tego eksperymentu przeprowadziliśmy bezpośredni pomiar in situ sztucznej chmury pyłów przy użyciu czujników laserowych. Zostały one zamontowane w samolocie DA42 MPP i odpowiednio skalibrowane, by osiągnąć najwyższą możliwą dokładność. Dane pomiarowe były przekazywane drogą satelitarną do samolotu A340 wyposażonego w system AVOID. Udział w tym ważnym i innowacyjnym eksperymencie był niezwykle interesującym doświadczeniem -.


Ryzyko kolejnej erupcji wulkanicznej na Islandii nadal pozostaje wysokie, co potwierdza Magnús Tumi Gudmundsson z Instytutu Badań nad Ziemią na Islandii:

- Nagłe erupcje wulkaniczne zdarzają się w Islandii przeciętnie co pięć lat. Jeśli wiatry wieją z północnego zachodu, pył wulkaniczny jest przenoszony w stronę Europy, jak miało to miejsce podczas erupcji wulkanu Eyjafjallajökull w 2010 roku. Tylko zbiegiem okoliczności jest, że nie zdarzyło się to podczas siedmiu wcześniejszych erupcji w latach 1970-2010, kiedy południowe wiatry oddaliły pyły od Europy. Biorąc pod uwagę relatywnie długi czas od ostatnich erupcji dwóch najbardziej aktywnych islandzkich wulkanów, Hekli i Katli, należy je uważać za gotowe do wybuchu. Nie można jednak określić, kiedy lub gdzie dojdzie do kolejnej erupcji. Pewne jest tylko, że do niej dojdzie - powiedział Gudmundsson.

Pomiędzy 15 a 21 kwietnia 2010 roku w Europie miało miejsce bezprecedensowe zamknięcie przestrzeni lotniczej. W tym czasie nie doszło do skutku 80% lotów. Ogółem anulowano ponad 100 tys. lotów. Całkowite straty branży lotniczej w wyniku zamknięcia przestrzeni lotniczej są szacowane na 2,6 mld dolarów amerykańskich.

Popioły użyte podczas testu pochodziły z erupcji wulkanu Eyjafjallajökull w 2010 roku. Zostały zebrane i osuszone przez Instytut Nauk o Ziemi w Reykjaviku, skąd przetransportował je do Tuluzy easyJet. Popioły, konsystencji drobnego talku, umożliwiły dokładne odtworzenie warunków z 2010 roku. Dzięki utworzeniu chmury zespół wiedział, ile dokładnie pyłu znajduje się w atmosferze.

System AVOID można przyrównać do radaru pogodowego dla pyłów. Opracowany przed dr. Freda Pratę z firmy Nicarnica Aviation system wykorzystuje promieniowanie podczerwone, by dostarczać obrazy chmury pilotom i do naziemnego centrum sterowania lotami. Umożliwi to pilotom dostrzeżenie chmury znajdującej się do 100 km przed samolotem na wysokościach pomiędzy 1500 i 15000 metrów, co pozwoli na skorygowanie kursu i jej ominięcie. Założenia są bardzo podobne do wykorzystywanych przez radary pogodowe, które stanowią obecnie standardowe wyposażenie komercyjnych linii lotniczych.

Na ziemi dane przesłane przez technologię AVOID w samolocie będą wykorzystywane do opracowania dokładnego obrazu chmury popiołów wulkanicznych w czasie rzeczywistym. Pozwoli to otworzyć dla ruchu lotniczego znaczne obszary przestrzeni powietrznej, które inaczej musiałyby zostać zamknięte na czas erupcji. Da to korzyści klientom i zminimalizuje zakłócenia ruchu.

Fot. Airbus Media, Piotr Bożyk