飞机失速告警系统发展技术综述

目的论述飞机失速告警系统的组成、原理、功能和对飞行安全的重要性;方法介绍国内外在飞机失速告警系统和飞机过失速机动与告警方面的研究进展;结果分析国内在飞机失速告警系统研究方面与国外的差距;结论指出为尽快缩短国内外相关领域的研究差距,需从飞机失速告警理论上、设计思路上和试验验证手段上做出进一步努力。     

机载风切变系统的告警准则

利用风切变场中飞机近似的能量高度传递函数研究了飞机在激发其沉浮振荡的最严重风切变场中的动态特性 ;确立了适用于机载风切变探测告警系统的风切变危险通报的阈值。为机载风切变探测告警系统的研制提供了风切变的危险性评估准则     

低空风切变对飞行的危险性评估

本文利用风切变场中飞机的近似的能量高度传递函数和激发飞机长周期振荡的最严重的风切变模型,研究并确定了适用于机载风切变系统的风切变危险通报(caution)的阀值.为机载风切变探测告警系统的研制提供了风切变的危险性评估准则.     

我国第一套机载前视式红外低空风切变探测/告警系统

机载前视式风切变探测/告警系统是近年来国际民航界及航空电子制造行业关注的热点。我国民用机发展计划也将研制机载低空风切变探测/告警系统列为重点攻关项目。 洛阳电光设备研究所负责研制的机载前视式红外低空风切变探测/告警系统试验样机已在去年底通过了航空工业总公司的鉴定。在不长的时间 里,该研究所的科研人员从理论研究、工程设计乃至仿真技术等方面做了充分论证,系统地解决了低空风切变温度特征、探测原理、危险尺度判据、伪信号修正方法、探测波段选择、机载多通道红外辐射计、风切变信息处理计算机快速解算算法及仿真软件等一系列难题。     

机载风切变气象雷达地面验证系统技术研究

围绕机载风切变气象雷达地面验证系统关键技术开展研究,完成了机载风切变气象雷达地面验证系统验证实验。将仿真的风切变雷达回波数据,生成微波信号,播放给气象雷达;研究风切变告警的各种条件和参数,验证产生风切变告警的各项边界条件。在此基础上,进行风切变回波信号仿真研究,设计了气象雷达航电平台,对前面的机载风切变气象雷达地面验证系统关键技术和方法进行检验和验证。地面系统实验结果表明风切变风场仿真和地面射频仿真验证系统的方法是有效的,为研制机载风切变气象雷达提供技术储备。     

机载前视式低空风切变告警系统适航要求及审定方法

低空风切变对飞机在起飞和着陆阶段构成严重危害这一事实已被确认.美国联邦航空局(FAA)颁布的航空条例第121部第358条款(FAR121.358)及有关豁免文件,给出了机载前视式风切变告警系统的适航要求及合格审定方法,为这种系统的设计、验证和审定提供了较完整的理论依据.FAR121.358的主要内容是:凡1991年1月2日以后制造的飞机,都必须装备有经批准的机载风切变告警和飞行指引系统、机载探测和回避系统或这些系统的组合;对1991年1月2日以前制造的涡轮动力飞机,包括波音737-300以上的全部波音客机、MD-11系列以及空客系列等也必须装备上述系统.     

美国机载前视式风切变探测、告警系统的研制概况

红外辐射计式(IR)、微波多普勒雷达和激光多普勒雷达(Lidar)是美国正在研制的三种机载前视式风切变探测、告警系统。红外系统(IR)发展现状湍流预报系统公司(TPS)和科罗拉多州立大学(CSU)是美国研制红外风切变探测、告警系统的两个主要单位。 TPS的红外系统 TPS是较早进行机载前视式红外风切变探测、告警系统研制的部门。目前研制出的第三代系统AWASⅢ,已被NASA采用,并装机试飞评估。它的第一代系统AWASⅠ通过测量距离飞机前方案件100米和6公里处的大气温度梯度,并通过一个由温度表示的风切变危险性因子确定飞机前方风切变的危险性。通过试飞得到如下结论: a.在6072～2158米高度范围内,AWASⅠ的前视距离为9.6公里(根据飞机飞行速度折算,前视时间约为54秒)。     

机载前视式风切变探测,告警系统的发展

较详细地介绍了红外辐射计式、微波多普勒和激光多普勒风切变探测，告警系统的研制发展现状及存在的问题，通过研究给出了一些结论：（１）红外辐射、微波和激光多普勒雷达系统可以用来探测低空风切变，并提供告警时间；（２）红外辐射系统可测量垂直风风速，而微波，激光多普勒协达系统可测量水平风风速，但不论那一种探测系统都无法同时测量水平风和垂直风风速；（３）地杂波是造成微波系统误警的主要因素之一；（４）激波系统对降     

低空风切变危险尺度研究

飞机在低空风切变中飞行的危险性评估尺度是机载低空风切变探测、告警、回避系统设计中的关键之一。本文从飞行动力学的基本方程组出发,根据能量高度的概念,从理论上导出了低空风切变对飞行安全的危险尺度,经研究,风切变的危险主要表现在水平风的加速度U_wg和垂直风速度W_wg上。文中研究了U_wg和w_wg对危险尺度的定性、定量关系,提出了用水平风加速度这个目前机载设备能探测的参数来评估风切变的危险程度,为前视式机载低空风变探测传感器的设计提供了基础。     

机载防撞系统（ACAS）的应用和实施对策

ViewineattheApplicationofACAS一、机载防撞系统（ACAS）的发展机载防撞系统即ACAS是一种基于机载二次监视雷达应答器的应答信号,在空中飞机之间具有潜在冲突时向飞机驾驶员提供警告信息的装置。机载防控系统的早期应用是美国联邦航空局（FAA）开发的交通告警和防撞系统叶CAS）。在先期的应用中,TCAS系统在技术方面的诸多问题显示其还不够成熟,例如：虚假告警率较高,以致过多地分散了飞行员的注意力;在提供防控解脱信息后,飞机响应采取动作时会构成与其他飞机之间的新的威胁;以及飞机避让可能会产生与地面管制员命令相矛…     

Robust Kalman filter design for predictive wind shear detection

Severe low-altitude wind shear is a threat to aviation safety. Newly developed airborne sensors measure the radial component of wind along a line directly in front of an aircraft. The authors use optimal estimation theory to define a detection algorithm to warn of hazardous wind shear from these sensors. To achieve robustness, a wind shear detection algorithm must distinguish threatening wind shear from less hazardous gustiness, despite variations in wind shear structure. Statistical analysis methods to refine wind shear detection algorithm robustness are presented. Computational methods predict the ability to warn of severe wind shear and avoid false warning. Comparative capability of the detection algorithm as a function of its design parameters is determined, identifying designs that provide robust detection of severe wind shear     

一种机载雷达两级降维空时二维自适应处理方法

 提出了一种机载相控阵雷达杂波抑制的两级降维空时自适应处理(STAP)方法,即：先根据杂波分布先验信息进行空时局域化(JDL)降维处理,然后对局域化输出进行多级维纳滤波(MWF),实现二次降维。该方法综合了固定结构和自适应结构降维技术的优点,将JDL处理引入到MWF中,从而有效降低MWF的杂波自由度。计算机仿真和理论分析表明本文方法比JDL自适应处理方法和全空时MWF方法具有更小的运算量,对阵元随机幅相误差具有很好的容差能力,是一种稳健的两级降维自适应处理方法。最后,基于仿真和实测数据的实验验证了算法的有效性。     

扫描模式航管监视雷达风电场杂波检测与抑制

近年来,全球风力发电装机容量呈指数增长。研究表明,风轮机对其附近的航管(ATC)监视雷达会产生严重影响。风轮机杂波的有效检测及抑制,对于保证空中交通安全具有重要意义。首先提出了基于回波谱宽特征的航管监视雷达的风轮机杂波检测方法。针对扫描模式下航管监视雷达频谱分辨率较低的问题,将基于自回归(AR)模型的超分辨率方法和质量中心的概念应用于雷达回波的快速谱宽和谱中心估计算法中,提高谱宽估计的精度。其次针对扫描模式下的风轮机回波数据不是一个完整周期数据的问题,基于缺省数据幅度和相位估计(GAPES)算法实现了扫描模式下风轮机雷达回波缺省数据的估计,而后利用风轮机杂波的周期性抑制风轮机杂波。该算法实现了风轮机杂波的有效检测和抑制,并且其不受限于风轮机与飞机目标在同一个距离单元的情况。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

机载脉冲多普勒雷达DBS技术

 本文从多普勒谱分辨理论出发,分析了DBS成象的基本原理,实现DBS成象的实时信号处理过程,提出了DBS实时数字信号处理方案。通过计算机模拟试验表明,在雷达天线保持匀速扫描状态时,系统的多普勒波束锐化比可达17.4:1左右,并可对载机前方±15°—60°方位范围内提供一幅大面积的,高分辨力的扇形雷达图象。     

低速空降风洞试验的关键技术

低速空降风洞试验的一个重要目的是研究伞降人员在离机初期的运动姿态和空间轨迹，考察伞降人员的离机安全性。从不带伞空降风洞试验出发，分析归纳单次出舱和连续出舱空降风洞试验中的一些关键技术，包括试验方法的选取、相似参数的确定、空降模型的设计加工和调整技术、载机支撑方式和支撑干扰的影响、空降模型出舱姿态的控制、空降轨迹捕获和分析技术等。进而初步探讨带伞空降风洞试验的一些特有问题，旨在为进一步发展低速空降风洞模拟试验技术提供支持。     

机载气象雷达回波信号仿真系统

设计了一个机载气象雷达回波信号仿真系统,可用于高保真雷达回波信号的生成与演示。基于高保真风场建模数据,依照真实机载气象雷达的扫描方式初始化仿真参数,对风场数据进行机载气象雷达回波仿真,得到了可靠的仿真数据,并对可靠性进行验证。该系统采用C#与Matlab联合编程的方法进行实现,可实现的功能包括各种气象目标在不同模式下的雷达回波仿真,雷达回波数据正确性的验证及展示。得到的信号可为机载气象雷达信号处理和数据处理算法的开发提供数据支持。     

利用分数阶Fourier域滤波的机载SAR多运动目标检测

 强度相差较大的多运动目标检测是机载合成孔径雷达 ( SAR)技术的一个重点和难点,传统的频域滤波和现代的时频分布方法都无法解决这个问题。首先分析了机载 SAR运动目标回波本质上为线性调频信号,据此提出一种基于分数阶 Fourier域滤波的运动目标检测新方法,并且应用逐次消去的思想有效地解决了强度相差较大的多目标检测问题。仿真的结果验证了算法的有效性。     

中等PRF机载PD雷达频域恒虚警处理性能计算

 一、引言 在中等脉冲重复频率（PRF）工作时,MTI-FFT-CFAR是PD或MTD雷达信号处理器的一种典型结构。Lawrence和Moore对MTD雷达在地杂波和气象杂波背景中的检测性能的计算中,假设了邻近距离单元中的杂波样本是独立同分布的（iid）。而在MTI-FFT-频域单元平均CFAR处理器中,频域单元的杂波样本明显偏离iid假设。门     

Dynamic temperature prediction of electronic equipment under high altitude long endurance conditions

Unmanned Aerial Vehicle (UAV) is developing towards the direction of High Altitude Long Endurance (HALE). This will have an important influence on the stability of its airborne electronic equipment using passive thermal management. In this paper, a multi-node transient thermal model for airborne electronic equipment is set up based on the thermal network method to predict their dynamic temperature responses under high altitude and long flight time conditions. Some relevant factors are considered into this temperature prediction model including flight environment, radiation, convection, heat conduction, etc. An experimental chamber simulating a high altitude flight environment was set up to survey the dynamic thermal responses of airborne electronic equipment in a UAV. According to the experimental measurement results, the multi-node transient thermal model is verified without consideration of the effects of flight speed. Then, a modified way about outside flight speed is added into the model to improve the temperature prediction performance. Finally, the corresponding simulation code is developed based on the proposed model. It can realize the dynamic temperature prediction of airborne electronic equipment under HALE conditions.