Теоретические и экспериментальные исследования вихревых следов воздушных судов необходимы для разработки систем обеспечения вихревой безопасности полётов. Образование аэродинамической подъёмной силы при движении самолёта в воздухе сопровождается возникновением пары вихрей. Для безопасной аэронавигации необходимо знать минимальное допустимое расстояние между следующими друг за другом самолётами. Это расстояние зависит от типа воздушного судна, его массы и размаха крыла, высоты и скорости полёта, состояния атмосферы и т.д.
Впервые замеры на территории аэропорта Толмачёво проводились в мае 2016 года. Большой массив экспериментальных данных, в том числе о турбулентности и волновых процессах в атмосфере, полученных в результате предыдущих измерений, использован учёными в работе по проекту. Результаты прошлого лидарного эксперимента представлены в виде доклада на 18-й конференции по когерентным лазерным радарам в городе Боулдер (США) в 2016 году и опубликованы в статье в научно-теоретическом журнале Российской академии наук «Оптика атмосферы и океана» в 2017-м.
Во время повторных исследований на территории аэропорта с 13 по 15 июля 2018 года шесть научных сотрудников института проводили замеры вихревых следов от заходящих на посадку самолётов.
В отличие от эксперимента в Толмачёво в 2016 году, в котором был задействован только когерентный доплеровский лидар Stream Line, являющийся эффективным техническим средством визуализации и исследования эволюции самолётных вихрей, в этом году использованы и другие приборы.
Для того, чтобы получить максимально точные результаты, учёные приняли во внимание такие условия внешней среды как температура воздуха, скорость и направление ветра, измерить которые помогли автономные метеорологические станции АМК-03, установленные на разной высоте.
С помощью профилометра МПТ-5, который предназначен для получения информации о температуре воздуха в пограничном слое атмосферы (до 1 км), исследователи определили температурную стратификацию, влияющую на пространственную динамику и затухание самолётных вихрей.
В рамках исследования использовались и собственные уникальные разработки томских учёных. Например, с помощью пассивного оптического измерителя (ПОИ) — новой разработки ИОА СО РАН, учёные определили поперечную скорость ветра. Для вычисления турбулентных возмущений атмосферы, связанных с генерируемыеми воздушными судами вихрями, использовался УОР-лидар. Прибор работает в невидимом человеческим глазом УФ-диапазоне и при этом абсолютно безопасен для глаз.
Важность лидарных экспериментов заключается в уникальности информации, впервые полученной с помощью новых приборов, а также в их первом практическом применении. Стоит отметить, что исследования на аэродроме Толмачёво проводились с соблюдением всех норм и требований безопасности полётов и авиационной безопасности.
«Аэропорт Толмачёво выбран в качестве экспериментальной площадки во второй раз для продолжения исследования, начатого 2 года назад. Нами получен большой массив дополнительной информации, который поможет детально исследовать вихревые следы самолётов при различных атмосферных условиях. Хотел бы от имени всех сотрудников института, принимавших участие в исследовании, поблагодарить аэропорт за оказанное содействие», — сказал известный в научном мире специалист по лидарному зондированию вихревых следов самолётов, ведущий научный сотрудник ИОА СО РАН доктор физико-математических наук Игорь Смалихо.
«Важность исследований Института оптики атмосферы очевидна, поэтому мы со своей стороны поддержали продолжение исследований, результаты которых, безусловно, необходимы с точки зрения повышения уровня безопасности воздушного транспорта», — отметил генеральный директор АО «Аэропорт Толмачёво» Евгений Янкилевич.
