„Видяхме кръв по тавана.Беше пълен хаос.“ Така пътник описва полет на Singapore Airlines, който попада в силна турбуленция над Южен Мианмар през 2024 г. „Много хора бяха на пода.“ , цитира BBC. 

През пролетта на тази година, Boeing 787 на United Airlines също претърпява силна турбуленция над Филипините. Стюардеса се удря в тавана, като в резултат получава сътресение и счупена ръка.

Подобни инциденти с турбуленция зачестяват в резултат на климатичните промени, причинени от човека. Силната турбуленция в ясно небе (CAT) представлява много бурни въздушни течения, невидими за сателити, радари и човешкото око. Тя се е увеличила с 55% от 1979 г., когато започват надеждните метеорологични записи, според изследване на Пол Уилямс, професор по атмосферни науки в Университета в Рединг.

Очаква се турбуленцията да се утрои по целия свят до 2050 г., като вероятно ще окаже сериозно влияние върху маршрутите над Източна Азия и Северния Атлантически океан. Това би могло да повлияе на желанието на хората да летят. 

Първоначалните оценки сочат, че няма оцелели сред близо 50-те души на борда, съобщават държавните медии

Руски самолет с над 40 пътници се разби близо до китайската граница

Освен че е потенциално опасна, турбуленцията струва пари на авиационната индустрия, тъй като причинява износване на самолетите и удължава някои полети. Допълнителните маневри означават изразходване на повече гориво и увеличаване на емисиите. Въпреки че турбуленцията обикновено е въпрос на дискомфорт, а не на нараняване или смърт, нарастващият обем на хаотични движения в атмосферата изправя авиокомпаниите, учените и инженерите пред необходимостта да намерят начини за смекчаване на проблема.

Turbulence Solutions, базирана в Баден, Австрия, е разработила малки „задкрилки“, които могат да се добавят към по-големите клапи (или елерони) на крилата на самолетите. Задкрилките леко регулират ъгъла си, за да противодействат на промените във въздушния поток въз основа на показанията за налягане, взети непосредствено пред тях на предния ръб на крилото. Това помага за стабилизирането на самолета, подобно на начина, по който птиците използват малки корекции на перата си по време на полет.

Компанията твърди, че технологията ѝ може да намали натоварването от турбуленция, усещано от пътниците, с над 80%. Досега тя е тествала технологията само на малки самолети, въпреки че главният изпълнителен директор Андраш Галфи, който е пилот по висш пилотаж, е уверен, че тя ще се мащабира, за да поддържа и много по-големи самолети.

„Общоприетото мнение е, че можеш или да избегнеш, или да приемеш турбуленцията и да се справиш с нея, като се закопчаеш с колан и подсилиш крилото“, посочва той. „Но ние казваме, че не е нужно да я приемате. Просто ви е необходим правилният контрасигнал. За леките самолети турбуленцията винаги е била проблем, но дори и за търговската авиация става все по-сериозно.“

Предстоящият протест на френските авиодиспечери допълнително ще затрудни претоварената европейска авиация

Кошмарно лято за контрола на въздушно движение

Летенето директно през вихри и възходящи течения с минимални смущения изисква не само прецизно инженерство, но и много напреднала математика и анализ на динамиката на флуидите (въздухът, подобно на водата, е флуид). Картината винаги ще бъде сложна, защото фундаменталната природа на турбуленцията е, че тя е хаотична. Малки смущения, от това как вятърът се отклонява от сграда до следата от друг самолет, могат да променят поведението на теченията във въздуха. Всичко това се разбира трудно от човека, но може би е по-лесно за изкуствения интелект.

„AI е много добър в намирането на модели в многомерни данни“, казва Рикардо Винуеса, изследовател по механика на флуидите, инженерство и изкуствен интелект в Кралския технологичен институт KTH в Стокхолм. „Турбуленцията може би е идеалното приложение на изкуствения интелект.“

В неотдавнашен експеримент Винуеса и колегите му от Барселонския суперкомпютърен център и TU Delft тестват система с изкуствен интелект, която контролира „синтетични струи“ въздух върху симулирано крило на самолет. Самият AI е обучен чрез обучение с подсилване – процес, при който моделът се учи чрез проба-грешка, подобно на начина, по който малко дете се учи да ходи. Винуеса и колегите му работят с технологични компании за по-нататъшното развитие на технологията.

Миналата година екип от Caltech и Nvidia пресъздаде екстремна турбуленция в аеродинамичен тунел, за да тества система за засичане и прогнозиране с изкуствен интелект. Изследователският център Langley на NASA тества специално създаден микрофон, способен да открива ултранискочестотни инфразвуци, създадени от вихри на турбуленция в ясно небе на разстояние до 480 км.

Друг подход, който е в активно развитие поне от 2010 г., включва използването на Light Detection and Ranging (Lidar) за създаване на 3D карта на въздуха около самолета, подобно на начина, по който самоуправляващите се автомобили създават облак от точки от близки обекти и превозни средства, за да се ориентират в средата си. Китайско проучване от 2023 г. предлага „двувълнова“ Lidar система, която според тях може да наблюдава лека до умерена CAT между 7 и 10 км пред самолета. За съжаление, по-ниската плътност на въздушните молекули на голяма надморска височина означава, че инструментите стават твърде големи, тежки и енергоемки, за да бъдат използвани в съществуващите търговски самолети.

Флагманският превозвач на Катар спечели отличието в класацията на Skytrax за девети път

И „Оскар“-ът за авиация отива при… Qatar Airways

Общите усилия на авиоиндустрията и технологичните компании може да трансформира авиацията през втората половина на 21-ви век. Но какво се случва днес? 

Преди излитане пилотите проверяват метеорологичните брифинги и изучават карти с въздушните течения. Те се консултират със софтуер за планиране на полети и проверяват прогнози като Graphical Turbulence Guidance (GTG), за която Пол Уилямс е допринесъл.

„Преди около 20 години можехме да прогнозираме около 60% от турбуленцията. Днес достигаме 75% и предполагам, че целта на кариерата ми е това число да се увеличи.“, пояснява той, цитиран от BBC. 

По думите му напредъкът се възпрепятства от ограничения достъп до данни за турбуленция, измерени от самолетите. „Учените трябва да купуват данните и това не е евтино.“

С напредналите изчисления, изкуствения интелект и все повечето сателити, метеорологичните прогнози се подобряват, но има липса на измервания на вятъра над земната повърхност. Това, което знаем, идва от около 1300 места за метеорологични балони по целия свят и акселерометрите на приблизително 100 000 търговски полета, които се извършват всеки ден.

Turbulence Aware на Международната асоциация за въздушен транспорт (IATA) анонимизира и споделя данни за турбуленцията в реално време, които се използват от авиокомпании като Air France, EasyJet и Aer Lingus. Пътниците вече могат да изтеглят различни приложения, които предоставят достъп до данни, виждани досега само от пилоти и диспечери. Такова е например Turbli.

„Използвам Turbli“, споделя Уилямс. „Открих, че е сравнително точно, като се има предвид, че те не знаят конкретния ви маршрут. Но е малко като хипохондрик, който търси симптомите си в Google. Не съм сигурен, че винаги помага.“