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)。     

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.     

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     

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.     

大飞机风切变探测告警系统

介绍了国内外在机载风切变告警系统方面的研究进展,通过对比国内外的研究情况,发现由于国内的需求不足,使得在具体产品的研究进展上与国外存在较大差距。由于中国大飞机研究项目的全面展开．也必然为包括机载风切变告警系统在内的、与大飞机有关的各种机载产品的发展提供了很好的机会。指出为了尽快弥补国内研究的差距,需在风切变建模、风切变探测及风切变告警系统的试飞验证方面做出进一步努力。     

机载气象雷达风切变信号模拟系统设计与应用

为了对某型民机气象雷达系统的前视风切变探测技术进行功能验证和性能评估,组建了一套风切变信号模拟系统.根据风切变气象条件发生时间短,发生区域小的特点,通过在实验室条件下对风切变气象回波信号进行研究,建立用于验证和评估前视风切变气象雷达性能的信号模拟平台,为自主研制具有风切变探测能力的机载气象雷达提供技术途径,系统联试实验验证了该系统的有效性和工程实用性     

机载低空风切变系统适航要求及验证方法研究

风切变是一种特殊的大气现象,影响飞行安全,民用飞机在飞行时应尽量躲避风切变.机载低空风切变系统是一种有效的风切变探测系统,可以探测风切变的存在并发出警告,使飞行机组有足够的时间采取措施安全地避开风切变.本文简要介绍了风切变的概念及其危害,梳理了民用飞机主要应用的机载低空风切变系统类型,分析了机载低空风切变系统的适航条款要求,并给出了可采用的符合性验证方法.研究结果对国内民用飞机的适航审定取证工作具有积极意义.     

简讯

美国的航空公司新近同意以FAA为代表的官方机构可从他们飞机的快速数据存取记录器上获取飞行中的数据,以便尽早发现不安全因素,防止事故发生。韦斯汀豪斯公司的MR-3000机载前视式风切变雷达获得了FAA的合格证,这套系统采用了性能降低的雷达罩,且军、民用皆宜,系统可在16千米以远探测到风切变,并在90秒前向机组提供告警。加拿大国际部选用了世博集团的SABRE订票系统,这是SABRE的第一家军方用户,他们将利用这套系统随时跟踪他们的飞机,并为这些飞机分配乘客、提供气象情况等。     

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。     

基于多传感器信息融合的直升机城市内障碍物主动探测方法

为了解决直升机前视告警系统在城市内告警成功率较低，对前视方向感知能力不足问题，提出一种基于多传感器信息融合的直升机城市内障碍物主动探测方法，以提高直升机前视告警的有效性。首先，研究了基于雷达与视觉信息融合的检测及跟踪方法，得到障碍物自身尺寸及经纬度数据信息。其次，提出一种障碍物数据处理方法，筛选障碍物数据并将其更新入机载地形高程数据库中。最后，基于三维仿真平台，结合典型算例进行仿真研究。结果表明：该方法能够对前视方向上的城市地形进行有效探测并准确更新，可用于保障直升机城市内飞行安全。     

新型红外探测技术的研究

现代战争中,常运用超视距低空突防战术,而且在低空的复杂背景下,目标往往具有掠海飞行、多方位饱和攻击和红外隐身等特点。本文结合低空背景、目标、环境的辐射特性及红外焦平面探测器的研制情况,研究了红外探测系统设计中的几个问题,并针对红外探测的一些新的技术途径进行了探讨。     

日臻完善的机载无源探测系统

红外搜索跟踪（ＩＲＳＴ）·系统是一种无源探测系统，它利用红外传感器捕捉和跟踪目标辐射的红外能量。５０年代研制的第一代机载红外探测装置，是一种简单的前视红外摄像机，只能进行简单的目标提示和跟踪，在机载火控系统中只是一个辅助系统，机载火控系统的主传感器是雷达，这是因为当时的红外探测装置受背景和气象条件的影响较大，抗干扰能力，特别是对云层反射阳光的干扰缺乏抵御能力，而机载雷达已相对成熟。但是，作为一种有源探测系统，雷达的缺陷也是显而易见的，它工作时很容易暴露自己，也容易受到干扰，尤其是载有先进电子干扰…     

飞机低空风切变的探测和警告系统

现今大量的证据确证,近来不断增加的飞行事故都与低空风切变(LAWS)有着直接关系。美国国家研究委员会发现1964～1982年期间,几乎所有与天气有关的飞行死亡事故都存在着低空风切变。然而,目前尚没有令人满意的方法能在飞机起飞或着陆的关键阶段提供必要的安全裕度(safety margins)。美国联邦航空局已关注此事,并支持发展从飞机上对低空风切变进行时空探测,且至少在飞行员有潜在危险前一分钟发出警告的机械系统。本文的一个目的就是介绍初步的飞机测量研究结果,证明前视     

兰州中川机场低空风切变的初步分祈

本文介绍了2004年以来出现在西北4个机场的16次低空风切变过程。分析了兰州中川机场低空风切变的气候特征；就2007年5月2日弱对流下的强低空风切变过程，与2007年6月23日有雨幡，但无风切变过程的多普勒雷达对探测图像及风切变数值进行了对比分析。结果表明：西北机场的低空风切变主要出现在飞行降落阶段。中川机场的低空风切变有增多趋势。风沙和弱对流云下的降水中也会出现强低空风切变。     

风切变雷达原理与应用

首先介绍了风切变对民航运行的危害,然后简要介绍了预警式(前视式)风切变探测系统的类型,包括红外、微波多普勒、激光多普勒,以及它们的原理、特点,指出了它们对民航安全、经济运行的重要保障作用。     

某型红外告警系统自检报故及告警无显示故障分析

针对某型飞机大修调试过程中发生的机载红外告警系统自检报故及告警时无符号、无灯光显示故障,阐述了红外告警系统组成、交联和工作原理,分析了故障产生的原因,识别确定了故障部位,并结合实际经验给出维修建议.     

机载雷达罩性能要求进一步提高

FAA强调雷达罩的性能要求,目的在于确保机组在飞行中利用机载雷达能够探测到风切变。雷达罩维修新的重点在于保持原设计的电气性能,防止风切变雷达探测能力下降。最近还进一步严格了雷达罩维修要遵循的测试程序,以确保前视式风切变雷达系统在整个使用期内性能保持不变。多年来,雷达罩一直被视为飞机结构的一部分,同时也是雷达天线的保护外壳。但对风切变     

浅析低空风切变及其探测技术

低空风切变是一种在飞机起降阶段危害飞行安全的气象现象,通过介绍目前常用的一些探测技术,以帮助读者提高对低空风切变及其探测技术的认识.