民航安全保障领域气象雷达技术的应用简述

民航安全保障领域气象雷达技术的应用简述
摘要:气象雷达在现阶段的民航领域有着广泛的应用,有效的提高了民航飞行的安全性、稳定性,在一定程度上减少了民航领域的潜在安全风险。本文阐述了民航安全保障领域气象雷达技术的应用概况,简单的分析在民航领域中国的一些气象雷达的技术应用。红军
关键词:民用航空;安全保障;气象雷达
气象雷达也是现代雷达应用领域中的一个很重要的组成部分,在发展的进程中逐步的被运用于气象预警、农村、电力和交通运输等诸多应用领域当中。在中国民航的发展过程中,要想更有效的保证航班的安全,就必须全面的使用雷达,同时对低空的风切变、湍流等危险状况也可有效的监测,为民航的安全航行做好保障。
1气象雷达风切变探测
风切变,就是指在飞机行驶过程中产生的小尺度或高度风力突然变化的一个现象,在飞机飞行的过程中风力的突然变化也会给飞行器的剪切造成一些影响,从而导致飞行器产生举升压力等异常变化的情况下,会造成飞行器机件受到损伤,最严重的时候甚至会导致航空器的空
难发生,在风切变中600m以下的现象就属于低空风切变(LAWS),这在航空领域中被认为造成飞机事故的"无形杀手",在现阶段的民航领域中为了有效的对风切变进行检测和规避,就要在民航机场安装针对风切变检测装置,一般有风廓线雷达、低空风切变预警系统(LLWAS)、机场终端多普勒雷达控制系统、地面测风激光雷达等,主要有微波雷达技术风割断检测方法和激光雷达风割断测试方法,在民航的实际雷达探测过程中,低杂波很容易对飞行器产生影响,而多普勒气象雷达技术能够更有效的控制低地杂波影响、解决雨减弱和测量低反照率下的风切变信息较薄弱的技术难题,因此要采用有脉冲对法、快速傅里叶变换法、自适应滤波法和频谱模式分析法来测试分割断雷达技术信息的方法。
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2气象雷达湍流探测
在天气雷达的检测过程中,湍流就是指在民航飞机飞行过程中所出现的与微粒速度差异很大的天气目标,在这里所谓的速度差异就是指与微粒速度的大范围频谱,频谱大小和湍流速度是成正比的,在民用领域中湍流问题对航空器的安全性也产生了很大的影响,首先就是大气湍流探测问题,是由大气高速的、无序的运用所造成的一个现象,最普遍的现象就是大气气流运动速度过于快速变化,且方向变化极不平衡。在早期的天气雷达检测过程中,
人们并没有很直观的方法对大气湍流现象进行直接测量,而通常都是通过对大气湍流现象和具体的降水、无规律的回波形状和急速上升的雨梯度等弥散现象进行有效的连接,并利用这种间接判别的手段对大气湍流现象做出预报,不过在实践的过程中,却有着很大的问题。在20世纪80年代中期,随着多普勒技术在气象雷达领域中被普遍的使用了出来,人们也开始进行了多普勒湍流监测,这是一项通过多普勒原理在频域获得了湍流目标的具体信号的相参检测技术,在实际的检测过程中,雷达回波信号会在湍流区域中产生雷达回波,并利用湍流本身快速变化的流动性特征,所产生的偏离比雷达技术发射频率、频谱长度略宽的多普勒频率偏移。在测量的过程中,人们通常都会通过湍流区域中有无水滴来判断湍流是处于湿性湍流或者晴空湍流范畴内,在现阶段的天气雷达探测过程中,利用多普勒气象雷达科技能够检测出湿性湍流,或者利用激光多普勒雷达科技能够对晴空湍流进行检测。在现阶段的发展过程中,中国国内研究者采用了大量的新方式开展科学研究,把雷达技术和卫星资料加以有效的整合,并采用了较为领先的数值模型产品,以及湍流数值模拟系统的研发,至于怎样合理的开展对晴空中湍流探测的预测则是未来的重点发展。其次就是飞机尾流探测,也就是说在航空器的飞行过程中,因为航空器飞行时产生的气流的不规则移动,导致后机上所产生的一些机体震荡、倾斜、飞行姿态不平衡等的现象,最严重的
还可能导致了航空器的引擎停车现象,对航空器的正常安全飞行产生了一定的干扰,在现阶段的空中交通管理过程中,为有效的防止这一类情况的发生,中国民航的空中交通管理部门出台了相应的安全尾流间隔要求,这在一定程度上降低了这种风险的出现。
门的悬念
3气象雷达鸟情探测
在通过机器设备进行空中飞行的发展过程中,就一直存在着鸟击现象,所谓的鸟击就是指在航空器在起飞或者降落的过程职工,出现的各种鸟类、蝙蝠以及其他飞行物体相撞的现象,这种现象对于飞行安全造成了十分严重的威胁。国际民用航空组织已经把鸟击灾害归为A类航空灾难。所以在民航的雷达探测领域把鸟击危害作为重点的雷达监测对象。要完善的利用雷达技术对飞鸟进行辨识,必须建立一个完备的鸟击预警模式,在飞机升空和下降的过程中有针对性的进行驱散鸟,也就能够按照鸟的规则有计划的避让鸟,从而在很大程度上保证了飞机的安全,并有效的减少了鸟击的影响。目前美国已具备了相当完善的气象雷达技术与探鸟体系,其中以美国鸟击害咨询系统(AHAS)最为突出,在雷达探鸟系统的研究过程中取得显著的效果。气象雷达探鸟系统,在侦察的过程中对十公里至六十公里长的侦察区域进行勘察,但面临了成本高昂、资料更新速度缓慢、操作困难等的缺点,
而且还没有十分的适应于民航安全保障领域中的鸟情检测,在现阶段的民航安全保障领域中可以通过"机场雷达探鸟系统’来实现鸟情检测,通过对鸟目标进行追踪测量,对背景差分、杂波控制、量测资料获取、目标追踪和资料覆盖等的五个基本过程,高效的将鸟情报从地面雷达图像检索过来,对民航安全保障领域提高自身的安全性能奠定了一定的基础。
4气象雷达在飞机尾流探测中的应用
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飞机尾流也是属于湍流的一个类型,即飞行器在经过后所产生的气流活动,由于这些活动都是不规则的,很容易造成飞行器产生倾斜、震动等的现象,甚至会造成发动机停车和飞机状况发生变化,极大地危及到了航空器的行驶安全性。为防止尾流对航空器的正常航行产生不利健康,中国民航空中交通主管部门已经对安全尾流间隔指标作出了具体的要求,但是随着中国民航业务的蓬勃发展下,尾流安全问题愈加严重,这一问题也受到了学界的广泛关注。早在90年代末期,美国FAA和NASA就建立了综合性的科学研究计划,对间隔标准和尾流特性都开展了深人的研究,并运用风场信息、湿度、水温等气象数据来建立尾流特性模式,以便更好的监测尾流的变化。利用气象雷达可以对尾流进行良好的监测,目前气象雷达已经开始在法国、德国等机场中得到了应用,取得了良好的探测效果。
结束语
在民航安全保护方面,充分的利用了气象雷达技术能够更有效的保证了中国民航飞行过程中的安全,并且可以有预测的对风切断监测、空气湍流检测和鸟情监测,大大增强了中国民航飞行的稳定性,也有效的推动了中国民航企业的可持续发展。
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