飛機氣象雷達系統(tǒng)的作用分析

暢宜

摘 要 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在雷達領(lǐng)域中氣象雷達顯得尤為重要，一般情況下其主要應(yīng)用在農(nóng)業(yè)、交通以及氣象等領(lǐng)域中，在民航飛機中也有較好的應(yīng)用效果。氣象雷達對大氣實施有效的探測，能夠探測出天氣、風(fēng)向以及一些對人們出行與工作產(chǎn)生的不利影響，這在較大程度上對民航飛機的正常飛行有較大促進作用。近年來氣象雷達系統(tǒng)性能逐漸提升，并且在此基礎(chǔ)上探測功能也不斷提高，為我國一些領(lǐng)域的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞 飛機;氣象雷達系統(tǒng);作用

前言

飛機氣象雷達一般情況下在天氣預(yù)測中有較好的應(yīng)用效果，是一種大氣遙感設(shè)備，主要是對中小尺度天氣系統(tǒng)實施有效的預(yù)測。此外，氣象雷達會有一定的探測范圍，一般情況下是飛機正前方地形、氣象目標(biāo)的分布情況，并在此基礎(chǔ)上對目標(biāo)距離、雷雨強度等全面探測，同時顯示在顯示器中，具有較高的探測精度，以此為人們順利出行與工作奠定良好的基礎(chǔ)，對我國農(nóng)業(yè)、交通等領(lǐng)域的發(fā)展具有較大促進作用。

1 新型飛機氣象雷達

①新型飛機氣象雷達探測湍流原理。飛機在飛行的過程中，湍流會對飛行安全性造成不同程度的影響，在此過程中飛機會受到一定的應(yīng)力，極易破壞飛機結(jié)構(gòu)。新型氣象雷達能夠?qū)ν牧鲄^(qū)域?qū)嵤z測，其中湍流主要是微粒，并且在此基礎(chǔ)上速度變化范圍相對較大，會使氣象雷達接收回波信號的頻譜產(chǎn)生較大的改變，隨著湍流不斷增強，頻譜也逐漸變寬。此外，氣象雷達的湍流處理電路主要是通過頻譜展寬程度實施有效的判斷[1]。氣象雷達為了得到精確的回波頻率偏移，會對回波信號進行采集，在此過程中湍流方式以及脈沖重復(fù)頻率在此期間有較大的提升。②新型飛機氣象雷達探測風(fēng)切變原理。風(fēng)切變主要是指風(fēng)速與風(fēng)向能夠在較短的時間內(nèi)劇烈變化，并且會發(fā)生在較大的范圍內(nèi)，并且在此基礎(chǔ)上還伴有暴風(fēng)雨，在與地面距離較近的區(qū)域?qū)︼w機起降會產(chǎn)生較大影響。此外，風(fēng)切變探測使用了多普勒頻移原理，若飛機逆風(fēng)飛行，會產(chǎn)生正多普勒頻移，若飛機順風(fēng)會產(chǎn)生負多普勒頻移，在較短范圍內(nèi)探測到頻移，會發(fā)生風(fēng)切變。此外，飛機與風(fēng)切變之間距離的確定，主要由氣象的雷達發(fā)射與返回脈沖時間差來完成，因此氣象雷達需要增加脈沖發(fā)生，對風(fēng)切變數(shù)據(jù)進行收集與分析。

2 氣象雷達系統(tǒng)故障問題

①假故障問題。在對氣象雷達系統(tǒng)進行維護的過程中，在一些情況下會出現(xiàn)ECAM中有氣象雷達實效信息與警告，在此情況下并系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，需要進行針對性檢查與分析。比如，在ECAM中有W/S字樣，并且WXR字樣出現(xiàn)在失效系統(tǒng)欄中，主要是因氣象雷達在工作的過程中需要IRS姿態(tài)信息提供天線位置與計算掃略平面信息，所以如果IRS為啟動，氣象雷達系統(tǒng)不會進行正常工作，因此在ECAM會出現(xiàn)失效信息[2]。②無法聽到警告情況。在氣象雷達系統(tǒng)檢測試的過程中，未聽到WINDSHEAR警告。氣象雷達系統(tǒng)在發(fā)出警告的過程中，便是探測到了前方風(fēng)切變，但是在對風(fēng)切變探測的過程中，會對外部產(chǎn)生不同程度的輻射，并且在一些條件下自動啟動。因此，飛行員在著地后需要將PWS開關(guān)移動到OFF位置。在進行測試的谷草中，若PWS開關(guān)位置不正確，飛行員便聽不到警告聲音。

3 氣象雷達故障分析

（1）前期測試工作。一些飛行員在空中很難接收到氣象雷達圖像，即便收到圖像較為模糊。這就需要對氣象雷達系統(tǒng)進行測試，測試結(jié)果正常，又進行地面操作測試，無法掃略氣象云圖。雷達主要是通過電磁波發(fā)射特性完成工作，若電磁波波長較短的情況下，直線傳播性越好，并且具有較強的反射性[3]。所以，氣象雷達主要使用無線電波。氣象雷達中的天線可發(fā)射不連續(xù)的無線電波，每次發(fā)射時間較短，發(fā)射后遇到障礙物的情況下在較短時間內(nèi)返回，并在此基礎(chǔ)上被無線接收。

（2）測試分析。在原理與工作結(jié)果的基礎(chǔ)上，排除了系統(tǒng)部件的故障，極易可能是信號傳輸問題，在此過程中有兩種可能，一種是接收信號問題，一種是顯示信號問題。主要是因在進行系統(tǒng)測試期間，會有模擬云圖，能夠有效顯示出云圖，因此系統(tǒng)運行正常，表明故障部位不在該位置。

（3）結(jié)果。矩形波導(dǎo)是中空的長方形管路，其中內(nèi)部電長與磁場均是一種閉環(huán)，在此過程中閉環(huán)均是以二分之一的傳輸波長為單位，也就是以二分之一傳輸波長為單位的傳輸。所以，對外形與尺寸有較高的要求，并且在此基礎(chǔ)上對其中產(chǎn)生的誤差有較高的要求，一般情況下誤差不能大于0.001mm，在此期間應(yīng)當(dāng)采取有效措施確保波節(jié)的完好，如果波節(jié)出現(xiàn)破損，極易致使波導(dǎo)中的駐波比異常，這在較大程度上會使信噪比有不同程度的降低[4]。若符合該故障情況，在飛機中進行檢查，發(fā)現(xiàn)波節(jié)完好無損，這就考慮到內(nèi)部是否出現(xiàn)傳輸性質(zhì)的變化，因此波導(dǎo)內(nèi)部極有可能進水，主要是因水能夠?qū)щ?，會對波?dǎo)中的電流流向產(chǎn)生一定的影響致使信噪比有不同程度的降低。此外，通過查閱維修記錄發(fā)現(xiàn)，故障前更換了氣象雷達天線，鎖定了波導(dǎo)管存在的問題，這就需要對波導(dǎo)管進行有效的吹洗工作。在對波導(dǎo)管進行清洗的過程中，清洗部位主要是在天線與波導(dǎo)開關(guān)之間位置，主要聲音受引力影響水向地處流動，因此在吹洗的過程中，應(yīng)當(dāng)由天線接口向波導(dǎo)開關(guān)接口吹，在吹洗的過程中在接口處會出現(xiàn)水流出，確定故障，吹洗之后再對其進行有效的測試，以此對故障進行排除。

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，氣象雷達能夠有效提升飛機飛行期間的安全性，并且在此基礎(chǔ)上還可提高飛機飛行穩(wěn)定性，有效應(yīng)對飛機起飛與飛行期間突變的天氣，確保飛行員對前方的危險因素提前了解，從而使飛機飛行期間的安全隱患降至最低。此外，氣象雷達在起飛與著陸期間開啟風(fēng)切變探測功能，如果出現(xiàn)風(fēng)切變情況，飛行員會在第一時間接收到預(yù)警信號，能夠全面提升飛行員航行過程中的安全性。

參考文獻

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[2] 劉堯，張大為，孫琳琳，等.試論多普勒天氣雷達資料在人工增雨中的應(yīng)用[J].農(nóng)村經(jīng)濟與科技，2019，（18）：74-75.

[3] 康晨熹.A320系列飛機氣象雷達系統(tǒng)介紹及換季檢查[J].江蘇航空，2013，（3）：47-51.

[4] 王娟，樊智勇，蔡成仁，等.機載氣象雷達維護模擬系統(tǒng)的設(shè)計[J].計算機測量與控制，2009，（8）：1632-1634.