Drony a počasie
Inšpiráciou pre vznik tohoto textu bol článok na webstránke spoločnosti Microstep -MIS, partnera Asociácie Mám Dron, ktorý sa venoval dronom v súvislosti s počasím. Keďže ide o zaujímavú a dôležitú tému, ktorá sa dotýka nielen bezpečnosti prevádzky dronov, ale aj ich využitia v meteorológii, rozhodli sme sa ju spracovať. V prvej časti textu sa budeme venovať počasiu z pohľadu pilotov dronov a druhá časť predstaví možnosti využitia dronov pri predpovediach počasia.
Prečítajte si tiež: Meteorológia pre letectvo a drony
Počasie pre pilotov dronov
Z pohľadu bezpečnosti vzdušného priestoru je potrebné, aby si každý pilot skontroloval aktuálne počasie v dobe, kedy chce lietať. Licencovaní piloti majú väčšinou poznatky o tom, aké faktory poveternostných podmienok je potrebné brať do úvahy v predletovej príprave, keďže počasie je aj jedna z oblastí, ktoré sa nachádza v teoretických testoch na získanie licencie pilota na diaľku. Hobby piloti si často stav počasia kontrolujú len vizuálne priamo pred vzletom. Veľakrát tak môžu podceniť reálnu poveternostnú situáciu a nesprávne ju vyhodnotiť, čo môže viesť k nebezpečnému manévrovaniu alebo poškodeniu dronu. Aké sú teda faktory, ktoré by mal každý pilot pred letom zvážiť?
Vietor
Väčšina bezpilotných lietadiel má v technickej špecifikácii uvedený limit rýchlosti vetra. Tento údaj sa zavádza pre zabezpečenie stability systému, dostatočnú rýchlosť na preniknutie vetrom, bezpečné manévrovanie, zachytenie kvalitných stabilných snímok a bezpečné pristávanie. Dôležitým faktorom je aj zmena rýchlosti vetra. Dron pohybujúci sa v konzistentnom vetre bude oveľa stabilnejší ako ten, ktorý je za prekážkou, kde sa vietor neustále mení. Niektoré drony majú preto aj obmedzenie nárazov vetra.
Oblačnosť
Množstvo a typ oblakov je potrebné sledovať z dôvodu zmeny svetelných podmienok. Táto kategória sa teda týka najmä použitia dronov za účelom získavania vizuálnych dát. Deň s rozptýlenou oblačnosťou, napríklad, nebude ideálny pre získavanie ortofotografií, ale pre tvorbu videí to nebude problém. Keď sa zmenia svetelné podmienky a nezmenia sa nastavenia na snímači, výsledkom bude meniace sa množstvo svetla vpusteného do snímača, čím sa vytvárajú tmavšie a svetlejšie oblasti. Pri vytváraní modelov z meniacich sa svetelných podmienok sú dáta zašumené a vytvárajú viac práce pri dodatočnom spracovaní.
Viditeľnosť a zrážky
Jeden zo základných predpokladov pre bezpečný let, ktorý vyžaduje aj európska legislatíva, je udržiavanie vizuálneho kontaktu s dronom počas celej doby letu. Lietanie v hmle alebo daždi výrazne skracuje viditeľnosť dronu, preto je dobré sa im úplne vyhnúť. Lietanie v noci je zakázané, pokiaľ pilot nemá príslušné povolenie. Pri plánovaní letu by mal preto každý každý pilot zvážiť aj tieto faktory.
Lety s FPV dronmi s okuliarmi je v slovenských podmienkach možné vykonávať len v spolupráci s druhou osobou – pozorovateľom, ktorý komunikuje s operátorom o polohe dronu a udržiava s prístrojom vizuálny kontakt. Lety bez vizuálneho kontaktu s dronom, označované aj skratkou BVLOS, ponúkajú otvorenie ďalších možností dronových služieb a autonómnych letov. V našich končinách ich však zatiaľ nie je možné vykonávať.
Teplota
Teplotné obmedzenia pre používanie dronov sa týkajú najmä zimných mesiacov. Pri nízkych teplotách hrozí tvorba námrazy na stroji, ktorá môže ovplyvniť jeho manévrovateľnosť. Námraza na vrtuliach sa môže vytvoriť aj v teplote okolo 4 stupňov, keď je vlhký vzduch, a hrozí zastavenie motoru. Dôležitá je tiež teplota baterky, ktorá keď klesne pod určitú hodnotu, dron to vyhodnotí ako krízovú situáciu a môže automaticky zosadnúť. Preto je dôležité vedieť, aké sú teplotné limity pre prevádzku konkrétneho dronu. Tie bývajú uvedené v technickej špecifikácii.
Kde sledovať predpoveď počasia pre drony?
V našej aplikácii MamDron sú dostupné základné údaje o počasí (teplota, viditeľnosť a rýchlosť vetra) pre konkrétne zvolenú lokalitu. Ak si teda nastavíte letovú zónu, môžte si skontrolovať tieto parametre v hornej časti mapy.
Podrobnú predpoveď počasia pre drony je možné zistiť aj na webe UAV forecast. Táto služba prináša hodinovú predpoveď pre vybranú lokalitu, ktorá okrem rýchlosti vetra, teploty a oblačnosti obsahuje aj ďalšie údaje o počasí. Tie ocenia najmä profesionálni UAV piloti, ktorí plánujú celodňové výjazdy.
Zobrazenie aktuálneho počasia v aplikácii MamDron
Použitie dronov v meteorológii ?
Bezpilotné lietadlá nachádzajú využitie v mnohých oblastiach priemyslu a služieb a neobišli ani meteorológiu. Vďaka schopnosti flexibilného pohybu v rôznych úrovniach atmosféry a možnosti pridávania rôznych typov senzorov sú pre meteorológov neoceniteľnou pomocou. Podrobnejšie sme túto tému rozobrali v rozhovore s Jozefom Omelkom zo spoločnosti Microstep-MIS, ktorý sme uverejnili aj na našom webe.
Náhrada za meteorologické balóny
Viaceré štúdie naznačujú, že špecializované drony vybavené senzormi na zhromažďovanie údajov o počasí by mohli byť efektívnym nástupcom tradičných meteorologických balónov. Oproti nim majú drony výhodu v lepšom ovládaní v malých aj veľkých nadmorských výškach, môžu zvýšiť frekvenciu a rozšíriť oblasť meraní. Letecké dáta získané z dronov zlepšujú kvalitu numerického modelovania a v dôsledku toho zlepšujú predpoveď počasia, ktorú používame každý deň.
Drony sa tiež používajú na merania v atmosfére v ťažko dostupných oblastiach, kde sa niekoľko aerologických staníc nachádza príliš ďaleko od seba. Tento problém existuje napríklad v Arktíde a v súvislosti s ním majú predpovede pre túto oblasť nižšiu presnosť ako napríklad pre stredné zemepisné šírky. Pre účely sondovania atmosféry v arktických oblastiach bolo vyvinuté UAV Tsimlyanin, ktoré vďaka svojej konštrukcii a technickým parametrom zvláda aj operácie v náročnom podnebí.
Prepovede počasia v Indii
Meteorologické oddelenie Indie (IMD) zhromažďuje údaje o počasí z 550 miest po celej krajine prostredníctvom meteorologických staníc. Využíva pri tom pozorovania rádiosond, ktoré sa potom vkladajú do predpovedných modelov. Zhromažďovanie údajov o atmosfére prebieha aj pomocou meteorologických balónov, ktoré sa vypúšťajú na najmenej 55 miestach krajiny 2x denne. Tieto balóny a rádiosondy sú však nenávratné, pretože sa vznášajú ďaleko od meteorologických staníc, ktoré ich vypúšťajú do atmosféry.
Preto meteorológovia momentálne skúmajú možnosti zapojenia bezpilotných systémov. Tie majú kľúčovú výhodu oproti meteorologickým balónom, pretože ich možno ovládať a riadiť tak, aby lietali v nízkych aj vysokých nadmorských výškach. Rozdiel je aj v nižších nákladoch a rýchlosti získavania dát. Zatiaľ čo let meteorologického balóna zvyčajne trvá až dve hodiny, IMD očakáva, že dáta zozbiera pomocou dronov počas 40-minútového letu.
Štúdium tornád a hurikánov
Zaujímavou oblasťou využitia bezpilotných systémov v meteorológii je štúdium hurikánov. Americký Národný úrad pre oceán a atmosféru (NOAA) používa pre zber meteorologických údajov špeciálne upravené lietadlá WP-3D Orion, ktoré z veľkých výšok zhadzujú do búrok dropsondy merajúce tlak, rýchlosť a smer vetra, teplotu a vlhkosť. Testujú však aj viaceré bezpilotné systémy, od ktorých si sľubujú efektívnejšie a presnejšie získavanie dát o intenzite hurikánov a ich celkovej štruktúre. Tieto dáta pomôžu meteorológom v presnejšej predikcii búrok. Jedným z týchto dronov je tubusový dron s pevným krídlom Altius-600, ktorý je schopný lietať až 4 hodiny a preletieť až 425km.
PODOBNÉ PRÍSPEVKY
Čo je špecifické pre meteorológiu v oblasti letectva? Ako drony pomáhajú meteorológom? Viac v našom článku.
Drony našli svoje uplatnenie už aj pri procese zvanom Cloud seeding. Táto technológia umožňuje umelé vyvolanie dažďových zrážok v extrémne suchých oblastiach a pomáha poľnohospodárom vyrovnať sa s nepriazňou počasia.
Hasenie požiarov si vyžaduje rýchle rozhodnutia. Aktuálne dáta zhromaždené dronmi pomáhajú hasičským zborom určiť stratégiu požiarnych operácií. Prečítajte si, ako UAV technológie pomáhajú pri požiarnych operáciách na Slovensku aj vo svete!