CESSNA525機(jī)載氣象雷達(dá)原理及維護(hù)分析

陳婷

摘 要 航空業(yè)日新月異的發(fā)展對(duì)各個(gè)航空設(shè)備的技術(shù)需求日益增長(zhǎng)，機(jī)載氣象雷達(dá)用于探測(cè)前方航路的氣象目標(biāo)、地形等，當(dāng)航路上存在對(duì)飛機(jī)的威脅性的氣象目標(biāo)時(shí)，會(huì)通過(guò)顯示器顯示出來(lái)提醒飛行員作好航路規(guī)劃和相應(yīng)的措施。文章描述了機(jī)載氣象雷達(dá)各部分的基本組成和簡(jiǎn)單的陳述了探測(cè)氣象目標(biāo)的原理并結(jié)合實(shí)際工作討論一些維護(hù)經(jīng)驗(yàn)和維護(hù)特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞 機(jī)載氣象雷達(dá)；湍流；維護(hù)

中圖分類號(hào)：TN95 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）13-0080-01

氣象雷達(dá)在現(xiàn)代航空飛機(jī)保障安全飛行起著很大的關(guān)鍵性和輔助性的作用，是現(xiàn)代航空各種不同機(jī)型不可缺少的航空電子設(shè)備。通過(guò)機(jī)載氣象雷達(dá)可以掃描到的機(jī)頭前方航路的氣象情況在PFD和MFD上顯示出來(lái)，供給飛行人員參考，并以例如品紅色等鮮艷的色彩標(biāo)示出會(huì)對(duì)飛機(jī)安全有威脅性、損傷性的氣象狀況，以便飛行員采取相應(yīng)的措施保障航途的安全和給旅客提供安全、舒適、順暢的飛行旅途。

CESSNA525的氣象雷達(dá)組件位于機(jī)頭前方的整流罩（又稱：雷達(dá)罩）內(nèi)，其包含了接收機(jī)、和平板型的波導(dǎo)縫陣天線。雷達(dá)罩對(duì)于雷達(dá)波有良好的穿透性并起安全保護(hù)氣象雷達(dá)以使其工作環(huán)境良好的功用。接收機(jī)是氣象雷達(dá)的核心部件，用以產(chǎn)生足夠功率的、周期性的矩形脈沖射頻信號(hào)以及接收伴隨噪聲雜波的微弱目標(biāo)信號(hào)并經(jīng)過(guò)放大、濾波等一系列處理，最后將目標(biāo)回波信號(hào)轉(zhuǎn)換成一定幅度的視頻回波信號(hào)或視頻數(shù)據(jù)，輸往顯示器或其他形式的終端設(shè)備。

1）因?yàn)榫哂幸欢w積的金屬物體能夠發(fā)射氣象雷達(dá)波、具有一定空域體積的液態(tài)云雨區(qū)也能產(chǎn)生氣象回波，這就是通過(guò)建筑物等得散射特性及氣象目標(biāo)的回波特性來(lái)判斷出航路前方是否安全。

2）判斷氣象目標(biāo)的距離和方位也很重要。通過(guò)設(shè)置天線俯仰旋鈕，來(lái)設(shè)置天線掃描平面，從而掃描出機(jī)頭前方扇形區(qū)域內(nèi)的氣象目標(biāo)。并在駕駛艙的顯示器上通過(guò)距離標(biāo)志圈顯示出，它是氣象目標(biāo)的顯示標(biāo)尺，同時(shí)距離標(biāo)志圈應(yīng)盡量窄，以減小對(duì)較小目標(biāo)圖像的正常顯示的影響。天線在設(shè)置平面的往復(fù)掃描確定氣象目標(biāo)的方位，并通過(guò)回波信號(hào)來(lái)確定目標(biāo)所在的雷達(dá)波束的方位指向，信號(hào)送回顯示器上準(zhǔn)確的顯示出目標(biāo)的所在方位。雷達(dá)罩內(nèi)的天線除了天線本身外還有天線基座。雷達(dá)天線是12英寸的平金屬板有許多發(fā)射槽陣列，其功用是用來(lái)發(fā)射和接受射頻脈沖信號(hào)。天線基座是水平安裝在支架上的，它的機(jī)電部件和放大器用來(lái)驅(qū)動(dòng)天線進(jìn)行對(duì)前方航路的方位掃掠和補(bǔ)償俯仰的修正運(yùn)動(dòng)，使天線掃描始終是保持“水平面”的。

不管什么型號(hào)的機(jī)載氣象雷達(dá)，幾乎都具有以下七個(gè)功能。

1）探測(cè)前方航路上扇形區(qū)域的氣象目標(biāo)，例如冰雹、降雨、雷暴、湍流、風(fēng)切變等。

2）探測(cè)夾帶雨粒的湍流區(qū)域。

3）切變的探測(cè)。

4）機(jī)頭前下方的地形特征，例如：高山、河流、平原、丘陵、城市建筑群等。

5）探測(cè)航路上突兀的障礙物，例如：高聳的山峰、摩天大樓等。

6）顯示由其他系統(tǒng)輸入的文字或圖形信息。

7）雷達(dá)導(dǎo)航信標(biāo)的作用。

機(jī)載氣象雷達(dá)在工作原理上相對(duì)簡(jiǎn)單，但在實(shí)際使用與維護(hù)中卻相對(duì)復(fù)雜得多。在使用上，氣象雷達(dá)需要根據(jù)實(shí)際情況不斷進(jìn)行量程、俯仰、增益上的合理調(diào)整，才可獲得精確的氣象目標(biāo)信息。在維護(hù)上，它不像別的航空電子設(shè)備需要經(jīng)常的拆裝、清潔、效驗(yàn)，它的使用時(shí)段與季節(jié)有密切的聯(lián)系，所以也要有時(shí)間上的針對(duì)性檢查和定期的預(yù)防維護(hù)才是合適有效的方法。例如：由于氣象雷達(dá)安置于雷達(dá)罩內(nèi)，雷達(dá)罩有效的預(yù)防了外界因素對(duì)雷達(dá)組件的外部破壞（碰撞、灰塵污染、雨水腐蝕等），保障了雷達(dá)組件的正常有效的工作，所有我們都是在每1000小時(shí)定期維護(hù)中將雷達(dá)罩拆卸下來(lái)，對(duì)其上面四根避雷條的電阻進(jìn)行測(cè)量，如果阻值不在規(guī)定范圍內(nèi)，應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的更換。還有就是雷達(dá)罩外部漆面的保養(yǎng)工作，以及雷達(dá)組件安裝工作。像這樣結(jié)合定期檢查的簡(jiǎn)單維護(hù)保養(yǎng)工作大大降低了氣象雷達(dá)的故障率。

根據(jù)所查資料和手冊(cè)的核實(shí)，總結(jié)出以下幾條氣象雷達(dá)維護(hù)經(jīng)驗(yàn)。

1）根據(jù)四川盆地的天氣特點(diǎn)，危險(xiǎn)極端天氣一般在夏季時(shí)間，大致是5-9月份。此時(shí)容易發(fā)展出具有危險(xiǎn)性的濃積云，雷暴天氣。所以這段時(shí)間縮短氣象雷達(dá)的維護(hù)周期和間隔，每天航前航后的氣象雷達(dá)罩外部檢查是減少氣象雷達(dá)故障的行之有效的手段之一。

2）排除氣象雷達(dá)的重復(fù)故障，應(yīng)盡量詢問(wèn)飛行員航路中氣象雷達(dá)的使用情況，航路上的天氣狀況。

3）系統(tǒng)的自檢測(cè)試不能完全清晰的反映問(wèn)題，必須進(jìn)行實(shí)際的開(kāi)機(jī)檢查，通過(guò)不同的對(duì)比測(cè)試，分析數(shù)據(jù)來(lái)解決問(wèn)題。雷達(dá)測(cè)試不能少于20分鐘。但同時(shí)有幾點(diǎn)需要注意不能使用氣象雷達(dá)否則將導(dǎo)致人員傷亡、收發(fā)機(jī)損壞等。①當(dāng)飛機(jī)加油或抽油時(shí)；②當(dāng)在飛機(jī)前方區(qū)域300英尺或更小范圍內(nèi)有飛機(jī)加油時(shí)；③機(jī)頭前方50英尺范圍內(nèi)有人員或是在飛機(jī)前方180度距飛機(jī)300英尺區(qū)域內(nèi)有大型金屬物體，例如：機(jī)庫(kù)、飛機(jī)、汽車等。

4）雷達(dá)罩是容易被忽視的一部分，它是由對(duì)雷達(dá)輻射波有透徹能力的蜂窩材料構(gòu)成，雷達(dá)罩結(jié)構(gòu)的分層、破裂，會(huì)導(dǎo)致蜂窩厚度的變化，還會(huì)積聚水分。降低透射能力，甚至使雷達(dá)的輻射方向性畸變。定期檢查雷達(dá)罩是很有必要的。

5）雷達(dá)罩是不可忽視的一部分，它狀態(tài)的良好直接影響著雷達(dá)輻射波的穿透性，雷達(dá)罩結(jié)構(gòu)的分層、破裂會(huì)影響蜂窩厚度，還會(huì)積聚水分。所以在結(jié)合定期維護(hù)中的拆卸檢查和保養(yǎng)工作，以及航前航后的外觀檢查是必不可少的，也是有效預(yù)防其畸變導(dǎo)致性能下降的方法。

6）作為一名維修人員，還必須了解一定的航空氣象學(xué)知識(shí)。了解各種云的形成特點(diǎn)，哪些云對(duì)飛行安全有危害，這有助于與機(jī)組之間的故障交流，有助于隨機(jī)故障觀察時(shí)更好地發(fā)現(xiàn)

問(wèn)題。

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