Når store fly tar av eller lander, oppstår det kraftige luftvirvler på begge sidene av flyet på grunn av trykkforskjellen mellom over- og undersiden på vingene.

De såkalte “vakevirvlene” kan være farlige fordi de er usynlige, kan ha stor fart og strekke seg mange kilometer bak flyet.

Fly som følger etter kan bli tatt med i en sterk, roterende bevegelse, og vakevirvler har vært årsak til flere havarier. Av denne grunn må det være opptil 11 kilometer mellom hvert fly som tar av eller lander.

Nå vil forskere ta tak i problemet- både ut fra sikkerhetsaspekter, men også for å få større flyt i trafikken.

EU-programmet Sesar har som mål å fjerne overbelastningen av det europeiske luftrommet, bidra til punktlige flyvinger og redusere lufttransportens påvirkning på klimaet.

Raskere landinger av fly

- Disse virvlene er åpenlyst en av årsakene til forsinkelsene som lufttrafikken er plaget av, forteller seniorforsker Karstein Sørli på Sintef IKT.

Miljøet jobber også med terrengskapt turbulens, og har i samarbeid med Meteorologisk institutt fått i gang turbulensvarsling for 19 flyplasser i Norge.

Den tjuende blir Svalbard lufthavn Longyearbyen i desember.

Forskerne arbeider med å utvikle en systemteknisk prototype som skal kunne øke kapasiteten på flyplassene. I stedet for de rigide reglene om en fast avstand mellom landing av fly, vil man lage et mer dynamisk væravhengig system.

Flygeledere skal kunne bedømme ankomster ut fra lokale forhold som for eksempel kryssvind på flyplassen. 

Om det er kryssvind, vil et fly med sterke vakevirvler som nettopp har landet, ikke skape fare siden virvlene raskt vil forsvinne. Dermed kan neste fly lande raskere.

Matematiske modeller

- Vakevirvler blir blant annet påvirket av vindskjær og turbulens i luftrommet nær flyplassen, forteller Sørli.

- Vi bruker matematikk til å simulere hvordan luftstrømmene oppfører seg i rolig og urolig vær, og legger vekt på å kunne forutsi turbulens under gitte værforhold og ut fra terreng og bygninger i nærheten av rullebanen ved flyplassen.

De norske forskerne samarbeider blant annet med MeteoFranc som er det nasjonale franske meteorologiske institutt. Instituttet produserer storskala beskrivelser av atmosfæren - cirka 1 km horisontalt - mens Sintef-forskerne kan levere en mer detaljert beskrivelse av forholdene - helt ned til èn meter.

- Vi løser bokstavelig opp fenomenet på en mindre romlig skala, men er avhengig av input fra MeteoFrance, forklarer Sørli.

- Det vår modell produserer av turbulensvarsel blir deretter input til modeller for vakevirvler. Disse modellene forutsier hvordan virvlene transporteres og oppløses i gitte situasjoner. Flykorridorene ved de aktuelle flyplassene er da viktig å overvåke.

Samspill mellom måledata og modeller

Forsøksplassene det jobbes med er Charles de Gaulle-flyplassen i Paris og Frankfurt flyplass. Her blir det utført omfattende målekampanjer med forskjellige typer måleutstyr som blant annet radar og laserteknologien lidar.

Det er samspillet mellom disse måledataene som beskriver nåsituasjon, og forskernes matematiske modeller, som utgjør essensen i prototypen som utvikles i prosjektet.