Лаборатория исследований связи погоды и пожаров использует БЛА

Использование беспилотников для выявления, локализации и даже для тушения пожаров постепенно превращается из экзотики в стандартное решение для служб быстрого реагирования в разных странах. Многие оценили эффективность и удобство наблюдения за лесными пожарами с борта беспилотника, включая российские лесничества и службы МЧС. А вот в Исследовательской лаборатории пожарной погоды (FWRL) в Госуниверситете Сан-Хосе пытаются расширить сферу противопожарного применения беспилотников за счет изучения так называемого "вертикального профиля ветра". 

Речь идет о метеорологических исследованиях влияния состояния атмосферы на лесные пожары и влияния пожаров на атмосферу. В FWRL уверены, что изучение вертикального профиля ветра является крайне важным для того, чтобы лучше понимать ход лесного пожара и прогнозировать его развитие. 

Замечено, в частности, что если ветер у поверхности дует в одном направлении, а ветер в слое выше направлен в другом направлении, распространение пожара носит очень изменчивый и нестабильный характер. 

Совместно с Лесной службой США (USFS) и Исследовательским институтом пустынь (DRI), в FWRL создали 3D-профили ветровой ситуации в районе лесных пожаров. Для этого использовался китайский БЛА DJI Matrice 200 (M200), оснащенный миниатюрным сенсором скорости ветра TriSonica Mini Wind and Weather Sensor компании Anemoment.

Датчик установлен на опоре из углепластика, выступающей на 55 см за корпус беспилотника, что необходимо для того, чтобы избежать ошибок измерения из-за потока воздуха от роторов. 

Данные с датчика поступают в логгер данных. Регистрируются три компонента скорости ветра (u, v. w), направление ветра, звуковая температура, влажность, давление, магнитный крус, шаг и крен (pitch and roll rates) с частотой 5 раз в секунду.

Датчик был выбран за его сравнительно небольшой вес - 50 г, а также потому, что он позволяет вносить поправки в данные о курсе и акселерометра. В системе также есть инерциальный блок (IMU), поэтому она автоматически корректирует данные в зависимости от тангажа и крена. 

В ходе исследований собирались метеорологические данные и данные о турбулентности, вызываемой фронтом пожара. На их основе можно строить модели эволюции ветрового поля вблизи фронта пожара без потерь измерительного инструмента, невозможно при использовании таких традиционных методов, как воздушные шары или вышки. Система на основе БЛА может быть запущена в работу всего через 10-15 минут после прибытия исследователей "на точку". 

БЛА оказался заметно лучшей платформой для измерений, чем применявшиеся ранее, но и дроны не свободны от недостатков. В частности, речь идет о недостаточно точном позиционировании, что затрудняет прямое количественное определение взаимодействия  огня и атмосферы. Вероятно, стоило бы оснастить беспилотник еще и системой RTK, чтобы устранить ошибку позиционирования. 

Исследования будут продолжены. В планах, в частности, сравнить использованную методику построения вертикальных профилей с другими, например, с использованием для этого содара (ветрового профилимера) или лидара. 

Источник: commercialuavnews.com