Штучний інтелект допоможе забути про турбулентність

Турбулентність залишається одним із найнеприємніших аспектів авіаперельотів. Вона не лише створює дискомфорт для пасажирів, але й становить ризик для безпеки польотів, особливо коли йдеться про раптові повітряні збурення. Однак останні дослідження показують, що штучний інтелект (AI) може змінити ситуацію, допомагаючи передбачати та запобігати турбулентності ще до її виникнення.

Науковці Королівського технологічного інституту KTH у Стокгольмі спільно з Барселонським суперкомп'ютерним центром розробили AI-систему, яка дозволяє коригувати повітряні потоки навколо крила літака в режимі реального часу. Головний об’єкт їхніх досліджень — явище відриву потоку, коли повітря перестає обтікати крило рівномірно, що знижує підіймальну силу та збільшує опір, потенційно провокуючи небезпечні зупинки в польоті.

Інноваційна AI-модель використовує так звані синтетичні реактивні струмені — мініатюрні порти на поверхні крила, які випускають імпульси повітря для стабілізації потоку. Тестування цієї технології показало, що такий підхід зменшує зони відриву потоку на 9%, що перевищує ефективність традиційних методів, які дають лише 6,8% покращення.

Ще одним напрямком застосування AI в авіації є раннє виявлення зупинок (stall). Зупинка відбувається, коли потік повітря над крилом більше не створює достатньої підіймальної сили, що може призвести до втрати керованості літака. Зазвичай система попереджає про stall лише за мить до його початку, залишаючи пілотам мінімальний час для реакції. Однак дослідження показують, що нейромережі типу Long Short-Term Memory (LSTM) можуть прогнозувати зупинки за 10 секунд до спрацьовування стандартних систем.

Ці додаткові секунди можуть виявитися критично важливими, оскільки дають пілотам більше часу для корекції курсу та запобігання втраті керування.

Окрім усунення традиційних причин нестабільності польоту, AI може допомогти у боротьбі з так званою «чистонебесною» турбулентністю (CAT). Вона є особливо небезпечною, оскільки виникає без видимих метеорологічних передумов, часто на великих висотах. Це означає, що екіпаж та пасажири можуть не мати жодного попередження перед різкими повітряними потоками.

Дослідники розробили AI-алгоритми, які в поєднанні з технологіями Інтернету речей (IoT) можуть аналізувати метеорологічні дані та рух повітряних мас, прогнозуючи небезпечні зони ще до того, як літак їх досягне. Це дозволяє коригувати маршрут і зменшити ризик потрапляння у турбулентні зони.

За словами експертів, впровадження AI у сферу авіації не лише покращить безпеку, а й підвищить ефективність перельотів. Зменшення турбулентності означає зниження навантаження на конструкцію літака, що подовжить термін експлуатації авіалайнерів і скоротить витрати авіакомпаній на обслуговування.

Крім того, технології, що дозволяють стабілізувати потік повітря навколо літака, можуть допомогти знизити опір і, відповідно, зменшити витрати пального. Це зробить авіаперельоти не лише комфортнішими, а й екологічнішими.

Хоча ці AI-системи ще проходять тестування, експерти прогнозують, що вже у найближче десятиліття вони можуть стати стандартом у світовій авіації. Вдосконалення технологій прогнозування та запобігання турбулентності означатиме більш передбачувані, безпечні та комфортні польоти для мільйонів пасажирів у всьому світі.