ATMOSLAB utilizeaza platforme aeriane in registrul civil din Romania. Evolutiile ATMOSLAB in spatiul aerian civil nesegregat sunt autorizate de AACR conform standardelor EASA si FAA.

ATMOSLAB este format din Laboratoare aeropurtate, Laborator mobil la sol si Mediu colaborativ.

Laboratoarele Aeropurtate (LA) se compun din:

Platforma aeriana YR-INC, care este un avion bimotor turbopropulsor, Hawker Beechraft C90 GTx, pe care sunt amplasate echipamentele de cercetare atmosferica, aparatura de achizitie a datelor de la senzorii externi si softul de prelucrare primara, precum si aparatura de teletransmisie a datelor la sol;

Platforme aeriane YR-BNR, YR-BNM, YR-BNN, YR-BNK, care sunt avioane bimotor cu piston tip Britten-Norman BN2-A, pe care sunt amplasate echipamentele de supraveghere aeriana in tehnologie RADAR AESA si camere de supraveghere hiperspectrale, aparatura de achizitie a datelor de la senzorii externi si softul de prelucrare primara, precum si aparatura de teletransmisie a datelor la sol;

Echipamentele ambarcate (LIDAR, SeeSPEY, CAPS si SPEC) care constituie elementele active ale laboratorului. Ele cuprind si echipamentele cu senzori si cele necesare montarii senzorilor/ traductorilor de stare, care culeg date despre: pozitionarea globala a avionului, temperatura locala, directia si viteza vantului, cantitatea totala de apa din nori, numarul, densitatea, tipul si marimea particulelor solide din nori, cantitatea de ozon din stratul superior al atmosferei, gradul de poluare a atmosferei, in special deasupra siturilor industriale cu emisii puternice de carbon;

Radar meteorologic pentru navigatie aeriana, observarea si inregistrarea fenomenelor meteo extreme (furtuni, descarcari electrice, etc.), pentru analiza caracteristicilor fizico-chimice ale mediului atmosferic (atat compozitie chimica, distributii de particule in suspensie, dar si gradienti de viteza);

Receptor acustic matricial pentru analiza de zgomot utilizand tehnologie de tip beamforming.

Sisteme de achizitie a datelor primare de la senzori: sisteme dedicate pentru achizitia datelor, software de gestionare a informatiilor; alimentarea cu energie a senzorilor de pe echipamentele ambarcate,

Echipamente de comunicatii digitale si analogice intre laboratorul aerian si cel aflat la sol.

Laboratorul Mobil la Sol (LMS) este un laborator amenajat intr-un spatiu auto containerizat standardizat, compartimentat corespunzator, dispus pe un mijloc de transport, in care se vor dispune urmatoarele echipamente:

a) Aparatura de calibrare a senzorilor de pe laboratorul aeropurtat;

b) Sisteme de calcul pentru analiza preliminara a datelor primite de pe avion si generarea hartilor primare de date;

c) Mijloace tehnice de comunicatii (radio data-link);

d) Sistem de monitorizare prin GPS

e) Grup electrogen pentru alimentarea cu energie a echipamentelor;

Mediul Colaborativ de procesare complexa a datelor este o platforma de calcul de inalta performanta interconectata la sistemul informatic INCAS. Platforma beneficiaza de o serie de dezvoltari specifice pe urmatoarele categorii de componente:

a) Hardware – sistem distribuit de calcul, in arhitectura paralela, utilizand Linux ca sistem de operare;

b) Middleware – implementare de tehnologie Grid (distributie gLite) si interconectare la organizatia virtuala (VO) de simulare complexa existenta la INCAS;

c) Software – pachete specifice pentru analiza numerica, bazate pe mediul LabView si MathLab/SimuLink, compilatoare FORTRAN si C++.

Descrierea echipamentelor esentiale

Laboratorul aeropurtat are in componenta aeronave echipate cu cele mai sofisticate echipamente specifice unei aeronave in clasa CS-23 (conform EASA in UE, respectiv JAR-23 in SUA), capabile sa ofere performante deosebite in analiza mediului si a comportamentului dinamic al aeronavelor, inclusiv navigatie autonoma.

In particular, mentionam ca partea de laborator aeropurtat este formata dintr-o aeronava noua achizitionata in 2011, de tipul Hawker Beechraft C90 GTx, bimotor cu motoare turbopropulsoare, cabina presurizata care asigura un plafon de zbor de 9000m la o viteza de croaziera de 505 Km/h, echipata cu aparatura de bord tip “Glass Cockpit” de ultima generatie si dotata cu echipamente de cercetare a mediului de inalta performanta. Pentru a fi transformata intr-un laborator aerian, aeronava a suferit modificari care au fost proiectate de catre reprezentantul autorizat al fabricantului, ulterior fiind obtinute certificari de tip suplimentare specifice pentru modificarile efectuate, de la EASA (European Aircraft Safety Agency). Acest fapt permite utilizarea aeronavei la cele mai sofisticate misiuni de supraveghere/monitorizare si determinari tip Earth Observation.

Evidentierea echipamentelor unicat in tara, esentiale pentru IOSIN:

• indicarea echipamentelor similare in tara si strainatate / localizare
• analiza comparativa cu alte echipamente similare;
• fundamentarea unicitatii echipamentelor

Echiparea cu senzori meteorologici de tipul DropletMeasurements “Cloud, Aerosol and Precipitation Spectrometer (CAPS si SPEC)”, permite studiul distributiei particulelor cu dimensiuni cuprinse intre 0.51 si 50 de microni, distributia particulelor de ploaie cu dimensiuni cuprinse intre 25 si 1550 microni la o rezolutie de 15 microni, proprietatile optice ale particulelor, analiza formei particulelor, continutul de apa lichida cuprinsa intre 0.01 si 3 g/m^3, viteza aerului, temperatura si presiunea atmosferica. Acesti senzori pot fi utilizati in numeroase aplicatii, legate inclusiv de modificari meteorologice, formarea ghetii, cercetarea furtunilor si a uraganelor, aplicatii cu specific in agricultura etc.

Aceasta dotare/capabilitate unica in Romania permite realizarea de masuratori de maxima complexitate si cu maxima eficienta pentru cele mai complexe probleme de analiza mediu.

La bordul YR-INC este instalat un radar Rockwell-Collins WXR-270 meteorologic pentru navigatie aeriana, observarea si inregistrarea fenomenelor meteo extreme (furtuni, descarcari electrice, etc.)

Pe un pilon extern este instalat un container specializat ce include un complex Lidar-Camera Hiperspectrala (RIEGL), capabila de masuratori lidar cu precizie de 2 cm, dar si pentru analiza caracteristicilor fizico-chimice ale mediului atmosferic (atat compozitie chimica, distributii de particule in suspensie, dar si gradienti de viteza);

Suplimentar, la bordul YR-BNN este instalat un sistem radar SeeSprey 5000 (SELEX) si un receptor acustic matricial pentru analiza de zgomot utilizand tehnologie de tip beamforming capabil de comunicatie on-pine cu statia de sol (laboratorul mobil).

Instalatia este cu un grad foarte ridicat de complexitate, fiind in categoria instalatiilor monitorizate constant la nivel international pe considerente de calitate si siguranta (EASA).

Instalatia a fost conceputa si este utilizata pentru cercetari atmosferice de mediu, precum si dezvoltarea de configuratii pentru aeronave si vehicule aeriene cu destinatie civila si militara, respectiv pentru cercetare-dezvoltare in domeniu spatial, la un nivel TRL 4 – 9.

Ca urmare a modernizarilor efectuate in mod constant, instalatia este singura capabila sa asigure conditii de experimentare specifice de fizica atmosferei, teledetectie si EO, precum si analiza curgerii laminare/turbulente in regim de viteza mare pe configuratii reale de aeronave. Prin modul de conceptie si gradul de instrumentare existent, instalatia are cele mai avansate capabilitati la nivel regional pentru investigarea campului curgerii pe vehicule aeriene si spatiale.

IOSIN ATMOSLAB este susținut din fonduri publice alocate prin autoritatea de stat pentru cercetare-dezvoltare.

Responsabil:

Drd. Ing. Alexandru PANĂ
pana.alexandru@incas.ro