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感測器/MEMS  

分析軟體幫大忙 搭飛機不再總是遇亂流

上網時間: 2007年10月11日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:亂流偵測  迴避  飛機 

如果你最近曾坐飛機橫越美國上空,你可能會發現洛基山脈以東的旅程更短、飛行狀況也更平穩了。這是因為美國聯合航空(United Airline)的某些特定班次,正在試用一種新的亂流(turbulence)偵測與迴避系統,且到目前為止都獲得成功結果。

這種新的亂流分析軟體,是由美國國家大氣研究中心(NCAR)所設計,可以將不穩定的氣流區繪製成圖,然後將此圖和飛機航班的即時飛行路徑進行比對,並發出預先警報與替代航線給飛機駕駛員,讓他們可以行駛亂流區之間的航道,且不會延誤航班抵達時間。如此不僅能讓航程更順利,也能節省燃油並減少航班延誤。

NCAR科學家John Williams表示:「在去年夏天開始測試這個系統時,我們估計可以偵測出80%的中型或大型亂流區。而從那以後,我們也對系統進行了進一步改善,所以下依次進行資料分析時,我們應該能夠獲得更好的結果。」

若結果真如預期中的理想,該軟體程式將被擴大使用在聯合航空的其它航班上,甚至推廣至其他航空公司。預計到2011年,全美所有航空公司的航班,都將開始採用這種覆蓋全美的亂流預報系統。

根據統計,近幾年來(1992~2001年)每年因亂流受傷的乘客平均有1,000多人,且造成500多起空中事故、超過250人死亡。除了因為這些事故導致的賠償金與保險費,每年因亂流所造成的航班延誤和機身損壞,所帶來的經濟損失也動輒數百萬美元。

而這個由美國聯邦航空總署(Federal Aviation Administration,FAA)所主導開發、為航空氣象研究計畫(Aviation Weather Research Program)之一部分的系統,已在進行測試的這段時間內協助降低以上的損失。

亂流探測技術可引導飛機穿越暴風雨

NCAR表示,有2/3的飛行器所遇到的亂流,都是在暴風雨內部或週圍,此時可透過雲層的運動來偵測亂流;NCAR還有一個獨立系統,可用來預報因噴射氣流(jet stream)產生的晴空亂流(clear-air turbulence)。其他因風吹過山脈而造成的亂流,或者是飛機起飛時常見的那種、因局部干擾導致的亂流,也是該航空氣象研究計畫與FAA的工作重點。

目前針對雲層區的亂流,飛機駕駛員都是依靠來自其它飛行員的通報,或者暴風雨圖來自我警惕;不過暴風雨圖會將大片空域設定為禁航區。新開發的系統可將暴風雨前緣細分為輕度、中度、劇烈和極度劇烈亂流,並針對可能影響航班的狀況發出自動警報。這種新的、更詳細的地圖,能讓飛行員只需稍微改動方向就可避開亂流。

Williams表示:「FAA規定飛機與飛機之間,以及飛機和暴風雨前緣之間,都必須保持20英哩的緩衝區(buffer zome)。但我們的系統顯示,在大部份暴風雨系統中,只有很少一部份有非常危險的亂流,因此飛行員不需要耗費過多的燃油來避開整個暴風雨系統飛行。」

透過利用來自美國國家氣象局(National Wather Service)新一代Doppler雷達網路的資料,這種名為NEXRAD亂流偵測演算法(NTDA)的技術,還能用於探測雲層、分析風向。NTDA將原始雷達資料重新整理,辨別每個區域的亂流等級,排除掉雷達週圍的太陽光和昆蟲群等干擾因素。Williams表示:「我們透用一種人工智慧系統來過濾掉無效的資料。」

各種資料分析之後的結果,可得出了一幅顯示全國區域亂流狀況的3D馬賽克影像,相關資訊可供應給航空氣象學家和調度員。隨後他們會將警戒區與即時飛行路線進行對比,並將交叉分析結果提供給每個航班。

在去年NCAR展示了現有NEXRAD系統,可透過NTDA偵測大部份亂流區域之後,正式的測試也隨之展開;整個測試期將於2007年10月結束。在進行了簡單評估之後,NCAR將逐漸將建置在洛基山脈以東的83套NEXRAD系統,擴大建置在全美各地的166套,最終讓所有美國航班都能在飛行中接收到即時亂流警報。

(參考原文:Airline flights get less turbulent)

(R. Colin Johnson)




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