Anemoment该公司发布了以下案例研究，详细介绍了该公司在防雹研究中心(HSRC) ANTIGRAD开发的无人机(UAV)上使用TriSonica Mini风和天气传感器的情况。这款特别开发的无人机被用于测量阿联酋东部山区边界层的大气特征，距离地面1至2公里，以帮助ANTIGRAD研究人工增雨。
来自俄罗斯北高加索地区的防雹研究中心(HSRC) ANTIGRAD近三十年来一直在研究人工影响天气的科学。顾名思义，抑制冰雹是他们研究的核心，但他们的研究包括广泛的影响天气的研究，包括减少雾，减少春季霜冻，以及最近的人工增雨。
“我们的重点是边界层和大气表层研究，”HSRC ANTIGRAD副教授Ali M. Abshaev博士说。“很多物理过程都来自边界层，比如热对流就是从边界层开始的。我们将在阿联酋东部靠近阿曼边境的山区调查对流过程。这是辐合带和对流云最常产生的地区。”
Abshaev是ANTIGRAD研究项目的首席研究员，该项目由阿联酋阿布扎比国家气象中心(NCM)在阿联酋增雨科学研究计划(UAEREP)下资助。这是一个以阿联酋为基地的三年项目的最后一年。UAEREP是阿联酋总统事务部的一项全球研究计划，由国家气象中心管理，是其支持人工影响天气研究任务的一部分。Abshaev的项目是该计划三个周期中在增雨领域获得资助的九个项目之一。
联合国进行的研究表明，到2030年，世界上一半的人口可能面临严重的水资源压力。对于像阿联酋这样的干旱和半干旱地区，增雨可以为现有的供水提供一种具有成本效益的补充。阿联酋增雨科学研究计划正在帮助促进创新，造福面临水资源短缺风险的子孙后代。
Abshaev说:“我们研究的目标是探索启动人工对流的可能性，并使用最先进的仪器和先进的理论模型来观察和记录大气中的响应。”“云从对流开始发展。我们的基础研究集中在哪些大气条件会触发人工对流，以及这种人工对流是否足够强，足以达到冷凝水平。”
阿布沙耶夫的目标是找到制造人造云的实际解决方案。他的策略的关键是理解和测量风和温度-湿度分层，因为这些大气特征在人工对流中起着重要作用。通过实验室研究和实地研究，Abshaev的团队将验证他们的理论，并得出结论，这是一种产生人造云的有效方法，或者承认他们的方法是有缺陷的，不太可能成功。
为了在现场捕捉相关的大气数据，Abshaev和他的工程师团队设计了一架小型气象无人机。无人机的任务是测量地面上方一到两公里的边界层的大气特征。它们将测量温度、湿度、风速、方向和水分含量等特征。他们成功的关键是为他们的实验确定最佳的传感器组。
Abshaev总结说:“要进行好的科学研究，你需要从好的仪器开始。”“我们也使用理论模型，并在超级计算机上进行模拟，但物理仪器仍然是我们研究的主要组成部分。”
他们对最适合无人机部署的传感器进行了广泛的搜索。他们评估了来自欧洲、中国和美国制造商的传感器。他们正在寻找具有特定特征的传感器，如尺寸、重量、性能、精度、功率要求和接口。通过彻底的搜索，他们发现了一种来自美国的超声波风速计，该风速计针对无人机部署进行了优化(非常小而轻)，与他们发现的其他传感器相比，它似乎相当先进。该设备是anmoment公司的TriSonica Mini风和天气传感器，可为用户提供三维风数据、温度、湿度和压力读数。Abshaev说:“这使我们能够以非常紧凑和轻便的形式获取准确的信息，这对小型无人机的使用非常重要。”“该设备被证明非常容易集成到我们的无人机平台上，这是一个惊喜。”
Abshaev和他的团队依靠数值和计算流体动力学模拟来确定无人机上的最佳传感器位置。结果，温度、湿度和压力传感器以及超声波风速计被连接到位于无人机上方中央的半米垂直桅杆上。Abshaev说:“我们选择这种结构是因为这个区域受螺旋桨力的影响较小。”“我们确定这是放置传感器的最佳区域。我们将温度传感器固定在风传感器附近，而气溶胶传感器则在平台上，因为我们相信螺旋桨力不会影响这些传感器的读数。”
ANTIGRAD的团队在距离地面一公里的高空进行了几次飞行测试，并报告说该系统表现非常好。Abshaev补充说:“TriSonica Mini风传感器提供了我们所需的所有基本数据。我们还开发了一个应用程序来轻松处理捕获的数据。我们的操作人员只需在无人机着陆时将闪光棒从无人机上取出，即可查看电脑屏幕上的数据。到目前为止，一切都和我们预期的一样。”在2021年第一季度即将进行的实地试验之前，ANTIGRAD公司已经向阿联酋运送了两架配置类似的气象无人机。
阿联酋气象无人机的最初使用将是垂直的——上升和下降——以确定现有的温度分层是否足够。如果Abshaev和他的团队确定大气有点不稳定，他们将引入额外的垂直风，试图触发人为的惯例。为了达到这个目的，他们依靠一个多余的涡喷发动机——一种具有垂直方向输出的喷气发动机。这是一种非传统的方法，但阿布沙耶夫相信会成功。
“我们提出了三种不同的方法，”Abshaev说。“在我们看来，我们目前的战略似乎是最优的。我们的目标是能够启动人工对流，这将导致人工云的发展。这是我们目前无法做到的，但我们认为是可行的。”
本文基于阿联酋阿布扎比国家气象中心(NCM)在阿联酋增雨科学研究计划(UAEREP)下支持的一个长期项目——aprep -2017-02120项目(由抑雹研究中心ANTIGRAD)
