Radar o wysokiej rozdzielczości chroni samoloty w pobliżu lotnisk
Podróże lotnicze są szybkie, jednak prędkość niesie ze sobą pewne niebezpieczeństwa. Współczesne duże samoloty pasażerskie startują z prędkością 250–290 km/h, a lądują tylko nieco wolniej. Przy takich prędkościach kolizja samolotu z małymi obiektami (takimi jak śmieci, ptaki i drony) znajdującymi się na pasach startowych lub w ich pobliżu może mieć poważne konsekwencje, a nawet skończyć się katastrofą. Średnio na pięć tysięcy lotów zdarzają się cztery takie incydenty. Każdy z nich generuje koszty bezpośrednie i pośrednie w wysokości od 25 700 do 257 000 euro, czyli około 11 miliardów euro rocznie, jeśli wziąć pod uwagę tylko zderzenia ze szczątkami i pozostałościami (ang. Foreign Object Debris, FOD) i ptakami. Incydenty z udziałem dronów zdarzają się dość rzadko i pojawiły się dopiero niedawno, przez co trudno dokładnie wyliczyć ich koszty, choć jeden z incydentów w 2018 roku kosztował lotnisko ponad 500 EUR za każdą minutę ze względu na opóźnienia lotów. Od lat w portach lotniczych funkcjonują oddzielne systemy ostrzegania radarowego dla ptaków i FOD, a systemy wykrywania dronów są już dostępne na rynku. Dobrym rozwiązaniem byłoby jednak połączenie wszystkich tych systemów w jedno rozwiązanie ostrzegające przed wszystkimi zagrożeniami. Zespołowi finansowanego ze środków UE projektu FODBASA udało się opracować pierwszy taki system. W ramach poprzedniego projektu powstała koncepcja technologiczna radaru o bardzo wysokiej rozdzielczości, który można by montować na lotniskach. W ramach projektu FODBASA dopracowano ją, a następnie zweryfikowano dzięki instalacjom demonstracyjnym w dwóch europejskich portach lotniczych. Naukowcy ustalili także jakie kwestie mogą stanowić przeszkody przy komercjalizacji.
Trzy w jednym
„Główna różnica między naszym systemem a konkurencyjnymi rozwiązaniami polega na tym, że nasz radar jest w stanie wykrywać trzy rodzaje obiektów”, mówi Klavs Andersen, koordynator projektu. „Ponadto naszym celem jest zapewnienie najlepszej w swojej klasie wykrywalności dronów tam, gdzie ma to największe znaczenie dla bezpieczeństwa lotu, czyli w sektorach podejścia i startu na każdym pasie startowym”. Jeśli system wykryje jakikolwiek obiekt, ostrzeże pracowników lotniska, którzy następnie dokonają oględzin pasa startowego i otaczającej go przestrzeni powietrznej. Radar działa dzięki wysyłaniu fal radiowych w stronę obiektów, a następnie odbieraniu i przetwarzaniu odbitych sygnałów wskazujących ich położenie i rozmiar. Różne typy radarów wykorzystują różne pasma radiowe, natomiast system FODBASA korzysta z pasma Ka. Bardzo wysoka częstotliwość umożliwia wykrywanie bardzo małych obiektów. Radar FODBASA wykorzystuje również w sposób ciągły połączenie wiązek pionowych i poziomych. Węzeł informacji łączy i przetwarza wszystkie odbicia, klasyfikując obiekty w czasie rzeczywistym. Inną ważną częścią systemu są bardzo czułe anteny o dużym wzmocnieniu, które ze znacznych odległości mogą wykrywać słabe sygnały pochodzące od małych obiektów. Dzięki temu system powinien móc wykryć obiekty mniejsze niż 1 cm.
Potrzeba dalszego ulepszania
„Wykazaliśmy, że nasza obecna technologia nadaj się do tych trzech zastosowań”, dodaje Andersen. „Przekonaliśmy się jednak również, że konieczne są dalsze ulepszenia, aby spełnić oczekiwania rynku co do jej skuteczności”. W ramach projektu nie udało się jeszcze zademonstrować działania systemu w trybie ciągłym. Niemniej jednak badacze wiedzą, jakie zmiany są konieczne i planują je wdrażać w 2021 i 2022 roku. W ramach ulepszeń węzeł przetwarzania informacji zostanie wyposażony w sztuczną inteligencję, która usprawni interpretację obrazów radarowych. Gdy naukowcy rozwiążą pozostałe problemy, system powinien poprawić bezpieczeństwo lotnicze poprzez zminimalizowanie ryzyka kolizji samolotów z małymi obiektami podczas startu i lądowania.
Słowa kluczowe
FODBASA, radar, lotnisko, samoloty, ptaki, drony, FOD, szczątki, system ostrzegania
