空客A320系列飞机气象雷达系统故障分析
空客A320系列飞机气象雷达系统故障分析

本科毕业设计(论文)空客A320系列飞机气象雷达系统故障分析学院机电工程学院专业机械设计制造及其自动化(微电子制造方向)年级班别2010级(2)班学号**********学生姓名邓健伟指导老师杨杰汤旦生2014年5月摘要空中客车A320是欧洲空中客车工业公司研制的一种创新型的飞机,其机载气象雷达是一种颇为有效的气象探测设备,可以探测飞机前方的降水、湍流和地形情况,还能预测风切变等,为人类的飞行活动提供重要的安全保障,是保证飞机飞行安全的重要电子设备之一。
随着人类科学的快速进步发展,雷达技术在民航事业中得到广泛的应用。
气象是影响飞行安全的一个至关重要的因素, 同时恶劣的气象又是飞机失事遇难的重要原因之一。
飞机气象雷达系统用以在飞行过程中实时地探测前方航路上变幻莫测的气象状况,指导飞机沿着安全的路径飞行,保障飞行的舒适性和安全性,所以各大航空公司都重视气象雷达技术的研发。
本课题研究和分析南方航空公司气象雷达系统故障报告,通过对雷达常见故障和对航班延误影响的统计和分析,总结排故经验,希望对日后在GAMECO公司的维修工作有一定得借鉴作用,增长自己的见识,为以后的工作打下坚实的基础。
关键词:空客A320,气象雷达系统,飞行安全,故障分析注:本设计(论文)题目来源于教师的国家级(或部级,省级,厅级,市级,校级,企业)科研项目,项目编号为:AbstractA320 is an innovative aircraft developed by Airbus Company, airborne weather radar is a kind of effective meteorological equipment, that can detect precipitation, turbulence and terrain conditions in front of the plane, can also predict wind shear, etc. To provide important security for human flight activities, is one of the important electronic devices to ensure flight safety. With the rapid progress of human science development, the radar technology has been widely used in civil aviation. Weather is a crucial factors affecting the flight safety, at the same time, the bad weather is one of the important reasons lead to a plane crash. Aircraft weather radar system for real-time detection of the front in the process of flight route on the changeable weather condition, to guide the aircraft flying along a safe path, ensures the comfort and safety of the flight line, so the major airlines attaches great importance to the weather radar technology research and development. This topic research and the analysis of the southern airlines weather radar system fault report, based on radar common faults and the statistics and analysis of the impact of flight delays, sum up the experiences of troubleshooting and hope for future maintenance work in GAMECO company has certain model function, increase my own knowledge, to lay a solid foundation for later work.Key words:Airbus A320, Weather radar system, Flight safety, Fault analysis目录1绪论 (1)1.1课题研究背景及意义 (1)1.2课题研究现状及趋势 (3)1.3本文的主要研究内容 (5)2气象雷达系统一般排故方法 (6)2.1气象雷达系统分析 (7)2.2雷达常见排故方法 (7)3空客A320系列飞机气象雷达系统故障分析 (9)3.1不同机型每月雷达系统故障分析 (9)3.1.1每月故障次数数据 (9)3.1.2故障次数的统计分析 (10)3.2雷达系统不同部件故障分析 (12)3.2.1不同部件故障数据 (12)3.2.2部件故障数据的统计分析 (13)3.3雷达部件故障导致航班延误分析 (15)3.3.1故障导致延误次数数据 (15)3.3.1故障导致延误次数统计分析 (16)4实际案例分析 (19)4.1 COLLINS WXR-701X型气象雷达排故 (19)4.2 HONEYWELL RDR4B型气象雷达排故 (20)4.3气象雷达系统维护措施 (21)总结 (23)参考文献 (24)致谢 (25)附录A (26)1绪论1.1课题研究背景及意义据统计,全球约有四分之一到三分之一的飞行事故都间接或直接与天气有关。
飞机气象雷达原理及故障维护分析

飞机气象雷达原理及故障维护分析摘要:本文主要介绍了飞机气象雷达的工作原理,讨论了雷达图像显示不正确、雷达图像目标失真、雷达不扫描、雷达散热、环境对雷达的影响等问题的排除方法,以期为从事该项维护工作的机务工作人员提供思路和方法。
关键词:气象雷达;原理;故障1气象雷达的工作原理机载气象雷达根据电磁波反射原理确定目标的位置。
物体反射电磁波的能力与物体的性质、大小和电磁波的频率直接相关。
目标物体的导电性越高,反射面越大,回波强度越大。
当目标物体的几何尺寸和波长相差较大时,反射能量会减弱。
如果可以将目标物体的反射面直径与雷达波的波长进行比较,则反射能量也会显著增加。
目前用于气象探测的雷达工作频率一般在200MHz~10000MHz之间。
气象雷达的工作原理包括距离测定、方位测定、降水探测、湍流检测和风切变检测。
1.1距离测定气象雷达的主要任务是测量目标物体与地面之间的距离。
气象雷达发射的电磁波以光速在空气中传播,经测量后可接收到目标回波信号,接收到回波信号与发射脉冲之间的时间间隔为t,被测目标与飞机之间的距离可以计算为L=ct/2,其中c为光速。
目标物体的距离分辨率主要由脉冲宽度决定。
如果要提高对近程目标的识别能力,就必须使用较窄的脉冲宽度。
1.2方位测定目标物体的方位角主要通过测量雷达天线波束轴的瞬时方位角来确定。
雷达天线形成的波束呈圆锥形,宽度较窄。
当雷达天线指向特定的方位角时,雷达只能接收到该方位角内物体产生的目标回波,雷达设备将接收到的回波信号传输到显示器上,显示器显示实际的方位角。
雷达的方位角分辨率主要取决于天线水平面上波束宽度,波束宽度越窄,分辨率越高。
1.3降水探测气象雷达是监测天气状况的主要工具,因此对降水的探测是气象雷达监测的重要组成部分。
雨、雹、雪等材料都是导电性水材料。
气象雷达可以探测到雨滴或相对潮湿的冰雹,但不能探测到云、雾、干冰雹等物质。
含水材料可以吸收雷达发射的射频脉冲能量,部分能量会丢失,其余能量会被反射回来。
A320飞机气象雷达的使用故障分析及排故

A320飞机气象雷达的使用故障分析及排故摘要:本文在分析气象雷达系统故障前首先到图书馆进行了资料调研,获得了大量关于气象雷达系统及故障分析的文献资料,结合空客A320手册和某航空公司运营的故障报告数据等重要资料。
总结各类文献资料完成绪论,介绍飞机气象雷达构成及显示原理,然后根据故障数据统计分析了气象雷达系统的故障情况并提出了排故方法和维护措施。
关键词:飞机气象雷达;使用故障;排除一、气象雷达系统分析气象雷达在雷达里面是一个重要的分支,经过长时间的研发已被广泛应用在了天气预报、农业等多种不同的领域。
在民航界气象雷达也同样受到了高度的重视及应用,目前的机载气象雷达不仅可以探测雷雨等天气情况,还能够探测到低空风切变等危险情况,可以为飞机的飞行做好预警工作,因此机载气象雷达系统成为了民航飞机飞行安全中不可或缺的一个重要的机载系统。
先进的民用飞机上一般都装有气象雷达,通常都将其安装在飞机的机头部位,气象雷达系统主要包括收发机、控制装置、天线驱动、天线、显示器和波导装置,还设有收发机和雷达波导开关,使其可以通过雷达系统的控制面板选择开关的置左或置右,用来选择其相对应的系统进行工作。
机载气象雷达系统一般在飞机飞行过程中不断的实时探测飞机前方航路上的危险气象区域和地面障碍物的平面显示图像信息,并且将气象数据连续迅速地用不同的颜色表示降水的密度和地形情况来反馈到驾驶员气象雷达导航显示器上,新型的气象雷达还具有探测紊流和风切变的功能,用来让驾驶员选择安全可靠的航线,可以绕开危险的区域从而保证飞机的飞行安全。
在气象雷达系统其天线扫描的区域范围内,可以探测和定位到不同类型的大气扰动和风切变的情况。
气象雷达系统随着降雨量比率变化而变化的颜色显示外界天气干扰的强度。
用不同的颜色显示将大气扰动在导航显示器上用来提示机组人员:大气扰动根据其降雨量的多少颜色分别为黑、绿、黄、红;其中洋红则代表着紊流区域在降水区域的40海里以内。
空客A320飞机机载气象雷达系统故障问题和解决措施探讨

空客A320飞机机载气象雷达系统故障问题和解决措施探讨空客A320飞机机载气象雷达系统是飞机上的重要设备,能够帮助飞行员在飞行过程中及时地获取气象信息,提升飞行安全性。
机载气象雷达系统也存在着故障问题,这些问题一旦发生可能会严重影响飞机的飞行安全。
本文将就空客A320飞机机载气象雷达系统故障问题进行探讨,并给出解决措施。
一、空客A320飞机机载气象雷达系统故障问题1. 故障现象空客A320飞机机载气象雷达系统可能会出现以下故障现象:1)无法启动:在飞机起飞前或飞行途中,机载气象雷达系统突然无法启动,无法获取气象信息。
2)显示异常:显示屏幕出现异常,无法正常显示雷达扫描的气象信息。
3)雷达数据异常:机载气象雷达系统获取的气象数据异常,无法准确地反映实际的气象情况。
4)无法校准:机载气象雷达系统无法进行校准,无法确保雷达扫描的准确性。
2. 故障原因空客A320飞机机载气象雷达系统故障的原因可能包括:1)设备老化:机载气象雷达系统设备老化,导致正常使用过程中出现故障。
2)外界干扰:飞机在恶劣天气条件下飞行,受到外界干扰导致机载气象雷达系统无法正常工作。
3)操作失误:飞行员在操作机载气象雷达系统时出现操作失误,导致系统故障。
二、解决措施1. 设备维护更新针对设备老化导致的故障问题,飞机运营公司可以对机载气象雷达系统进行定期的维护更新。
定期的维护可以保证设备的正常运行,减少故障的发生几率。
对于老化严重的设备,可以考虑进行更换,以提升机载气象雷达系统的性能和可靠性。
2. 完善飞行手册针对飞行员操作失误导致的故障问题,飞机运营公司可以完善飞行手册,明确规定操作机载气象雷达系统的标准操作流程和注意事项,提高飞行员对机载气象雷达系统的操作准确性和规范性。
还可以加强对飞行员的培训和考核,确保他们具备良好的操作技能。
3. 提高抗干扰能力针对外界干扰导致的故障问题,可以对机载气象雷达系统进行升级,提高其抗干扰能力。
通过使用更先进的信号处理技术和抗干扰算法,可以减轻外界干扰对机载气象雷达系统的影响,确保其在恶劣天气条件下正常工作。
空客A320飞机机载气象雷达系统故障问题和解决措施探讨

空客A320飞机机载气象雷达系统故障问题和解决措施探讨空客A320飞机是一款非常先进的民用飞机,但是在使用过程中也会出现各种故障问题。
机载气象雷达系统的故障是比较常见的一个问题,一旦发生故障将对飞行安全造成严重影响。
本文将围绕空客A320飞机机载气象雷达系统的故障问题和解决措施进行探讨。
机载气象雷达系统是现代民用飞机上常见的一个重要设备,其作用是通过雷达波束扫描前方大气,探测和显示附近的气象情况,包括雷暴、降水、积冰、颠簸等,为飞行员提供重要的气象信息,帮助其做出正确的飞行决策,确保飞行安全。
1. 故障表现在实际飞行操作中,机载气象雷达系统可能出现故障,其表现包括但不限于以下情况:- 无法开机或开机后立即断电。
- 无法正常选择工作模式或频率。
- 显示屏幕出现乱码或无法显示气象信息。
- 随机性地出现误报(例如显示雷暴但实际上并没有)。
- 其他异常表现。
2. 故障原因机载气象雷达系统出现故障的原因可能有很多,主要包括但不限于以下几点:- 设备老化或损坏,如天线、控制器等部件损坏。
- 电气连接故障,如电源线路故障导致供电不足或不稳定。
- 系统软件问题,如程序崩溃或运行异常。
一旦机载气象雷达系统出现故障,飞行员需按照A320飞机的操作手册进行故障排除程序,主要包括以下几个步骤:- 首先进行系统复位,尝试重新启动和校准系统。
- 检查设备的外部连接和供电情况,确保设备正常供电。
- 检查机载气象雷达系统的线路连接情况,包括控制线路和信号线路,排除可能的连接故障。
- 检查系统软件版本和运行情况,尝试进行软件重启或升级。
2. 备用设备启用在机载气象雷达系统故障无法及时解决的情况下,空客A320飞机配备了备用的气象雷达系统,飞行员可以启用备用设备继续获取气象信息,确保飞行安全。
3. 地面维修支持对于复杂的机载气象雷达系统故障问题,空客公司提供了全球的维修支持网络,飞行员可以联系地面维修人员进行远程支持或安排地面维修人员迅速到达目的地进行故障排除和维修。
空客A320飞机机载气象雷达系统故障问题和解决措施探讨

空客A320飞机机载气象雷达系统故障问题和解决措施探讨空客A320飞机是一款广受欢迎的窄体客机,其机载气象雷达系统是保障飞机安全飞行的重要组成部分。
在实际飞行中,机载气象雷达系统出现故障是一种常见的问题,可能会影响到飞机的正常运行和乘客的安全。
本文将就空客A320飞机机载气象雷达系统的故障问题及解决措施进行探讨。
机载气象雷达系统是飞机上的一种重要的导航设备,用于探测飞机前方的天气情况,包括雷暴、降水、积冰、大风等,以帮助飞行员避开恶劣天气,确保飞行安全。
机载气象雷达系统遭遇故障时,可能会出现探测不准确或无法探测等问题,从而带来安全隐患。
1. 故障现象空客A320飞机机载气象雷达系统的故障表现主要包括但不限于以下几种情况:a. 无法正常开机或启动b. 探测数据不准确或不稳定c. 无法正常显示天气雷达图像d. 出现报警或故障提示1. 定期维护和检查空客A320飞机机载气象雷达系统需要定期进行维护和检查,包括对雷达天线、发射机、接收机等部件进行检查和维护,确保其正常运行。
2. 紧急维修一旦机载气象雷达系统出现故障,飞行员应立即进行紧急维修,包括对系统进行重启、更换损坏部件等操作,以确保系统能够正常运行。
3. 替代方案在无法立即修复机载气象雷达系统故障的情况下,飞行员可以采取替代方案,如引导飞机绕开恶劣天气区域,以确保飞行安全。
4. 更新软件程序一些机载气象雷达系统故障可能是由于软件程序问题引起的,因此更新软件程序是解决问题的一种有效手段。
5. 加强培训为机组人员提供相关的机载气象雷达系统故障处理培训,使他们能够在紧急情况下快速、正确地处理故障,确保飞机安全。
结束语机载气象雷达系统的正常运行对于飞机飞行安全至关重要,因此空客A320飞机机载气象雷达系统的故障问题需要引起足够重视。
通过定期维护和检查、紧急维修、替代方案、更新软件程序和加强培训等措施,可以有效地解决和预防机载气象雷达系统的故障问题,确保飞机的安全飞行。
A320系列飞机大气数据系统常见故障分析与处理-深圳

A320系列飞机大气数据系统常见故障分析与处理Fault Analysis about A320 Series Aircrafts Air Data System南航深圳分公司飞机维修厂万晓云【摘要】针对A320系列飞机大气数据系统常见的故障情况,本文结合系统工作原理、工程技术资料、机组操作要求和自身维护经验,对故障原因、故障可能造成的后果和维修措施进行深入、细致地分析。
【正文】A320系列飞机的大气数据系统主要由三个ADIRU(大气数据惯性基准组件)、八个ADM (大气数据组件)、安装在飞机外部的传感器以及连接这些部件的气管路组成,飞机外部的传感器包括三个皮托管、六个静压孔、三个AOA(迎角)传感器和两个TAT(总温)探头,这些传感器感受并探测飞机外部的大气情况,最终由ADIRU计算并获得飞机的大气数据,供机组和飞机其它系统使用。
常见故障情况及分析1、气压高度误差大气压高度数据的准确性取决于测量静压、ADM、ADR、飞机的迎角值、马赫数和襟缝翼位置数据。
当某一侧气压高度误差太大时,机组通常会有左右高度不一致的故障反映,如果此时没有明确的故障信息,维护人员可以首先查阅FCOM(机组操作手册)中高度容差的允许范围,如果容差在允许范围之内,则可以不用排故。
在需要排故时,通常以ADR3的气压高度为参考来判断哪一侧的数据误差大,但当ADR3的气压高度介于ADR1、2中间时,有时难以判断,这时可以通过机组与地面管制员联系由地面测高雷达来确认飞机此时的精确高度。
在排故时,对相关部位进行详细目视检查必不可少,如检查静压孔周围飞机蒙皮的气动光洁度、AOA传感器有无外部损伤、静压孔有无堵塞、连接静压孔或ADM的气管快卸接头有无松动和漏气等。
静压管路漏气会使机内增压空气进入管路,导致测量静压增大,气压高度变小,这在地面上通过渗漏测试可以检测出来。
如果以上检查均正常,可以考虑与其它飞机对串怀疑的ADM并飞行观察,以及在空中对迎角传感器的数值进行采样检查来确认是否是ADM或AOA的问题。
机载气象雷达的原理及常见故障分析

机载气象雷达的原理及常见故障分析摘要:机载气象雷达的基本功能是在飞行过程中不断向飞行员提供飞机前方航路上及其两侧的气象条件和其他障碍物的平面显示图像。
根据显示的图像,飞行员可以选择一条安全的路线来避开危险的天气区域或其他障碍物。
天气雷达还可以提供飞机前方基于地图的表面特征显示,以帮助飞行员识别地标并确定飞机的位置。
关键词:机载气象雷达;故障分析;措施分析1 机载气象雷达的基本工作原理1.1 气象雷达方程查阅相关资料可知气象雷达的方程为:Pmax=aPtG2θ2Cτr1.6λ2Simin!"1/2(1)注:式(1)中a(对降雨目标a值为3.36,对冰雹区域a值为1.54)为常数,Pt为雷达发射机的功率,G为天线的增益,θ为雷达的水平宽度或垂直宽度,C为光速,τ为发射脉冲宽度,r为降雨率,λ为波长,Simin为最小可检测功率。
上式集中地表明了气象雷达最大作用距离与雷达系统的技术特性及目标性质的关系,对雷达使用和维护人员均具有实际指导意义。
1.2 气象雷达基本工作原理机载气象雷达主要用于探测航路上的恶劣气象区域。
空中的雷雨区、暴雨区、冰雹、湍流、风切变等恶劣气象区域,就是机载气象雷达所要探测的目标,为气象雷达基本工作原理示意图。
雷达发现目标并测定其位置,基于无线电波传播所具有的以下基本规律:(1)无线电波遇到障碍物发生反射,产生回波;(2)无线电波以光速在空间直线传播(实际上,电波在真空中的传播速度等于光速,在空气中的传播速度略小于光速,但通常视为近似光速);(3)发射机产生电磁波信号(如正弦波短脉冲),由天线辐射到空气中;(4)发射信号的一部分被目标截获,并向多个方向再辐射;(5)向后辐射并返回雷达的信号由雷达天线收集并发送给接收机;(6)在接收器中,信号被处理以检测目标的存在并确定其位置;(7)通过测量从雷达信号到目标的时间并从目标返回到雷达来获得目标的距离;(8)当接收到的回波信号幅度最大时,可以根据窄波束雷达天线指向的方向获得目标的角位置;(9)如果目标正在移动,回波信号的频率将由于多普勒效应而偏移。
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本科毕业设计(论文)空客A320系列飞机气象雷达系统故障分析学院机电工程学院专业机械设计制造及其自动化(微电子制造方向)年级班别2010级(2)班学号**********学生姓名邓健伟指导老师杨杰汤旦生2014年5月摘要空中客车A320是欧洲空中客车工业公司研制的一种创新型的飞机,其机载气象雷达是一种颇为有效的气象探测设备,可以探测飞机前方的降水、湍流和地形情况,还能预测风切变等,为人类的飞行活动提供重要的安全保障,是保证飞机飞行安全的重要电子设备之一。
随着人类科学的快速进步发展,雷达技术在民航事业中得到广泛的应用。
气象是影响飞行安全的一个至关重要的因素, 同时恶劣的气象又是飞机失事遇难的重要原因之一。
飞机气象雷达系统用以在飞行过程中实时地探测前方航路上变幻莫测的气象状况,指导飞机沿着安全的路径飞行,保障飞行的舒适性和安全性,所以各大航空公司都重视气象雷达技术的研发。
本课题研究和分析南方航空公司气象雷达系统故障报告,通过对雷达常见故障和对航班延误影响的统计和分析,总结排故经验,希望对日后在GAMECO公司的维修工作有一定得借鉴作用,增长自己的见识,为以后的工作打下坚实的基础。
关键词:空客A320,气象雷达系统,飞行安全,故障分析注:本设计(论文)题目来源于教师的国家级(或部级,省级,厅级,市级,校级,企业)科研项目,项目编号为:AbstractA320 is an innovative aircraft developed by Airbus Company, airborne weather radar is a kind of effective meteorological equipment, that can detect precipitation, turbulence and terrain conditions in front of the plane, can also predict wind shear, etc. To provide important security for human flight activities, is one of the important electronic devices to ensure flight safety. With the rapid progress of human science development, the radar technology has been widely used in civil aviation. Weather is a crucial factors affecting the flight safety, at the same time, the bad weather is one of the important reasons lead to a plane crash. Aircraft weather radar system for real-time detection of the front in the process of flight route on the changeable weather condition, to guide the aircraft flying along a safe path, ensures the comfort and safety of the flight line, so the major airlines attaches great importance to the weather radar technology research and development. This topic research and the analysis of the southern airlines weather radar system fault report, based on radar common faults and the statistics and analysis of the impact of flight delays, sum up the experiences of troubleshooting and hope for future maintenance work in GAMECO company has certain model function, increase my own knowledge, to lay a solid foundation for later work.Key words:Airbus A320, Weather radar system, Flight safety, Fault analysis目录1绪论 (1)1.1课题研究背景及意义 (1)1.2课题研究现状及趋势 (3)1.3本文的主要研究内容 (5)2气象雷达系统一般排故方法 (6)2.1气象雷达系统分析 (7)2.2雷达常见排故方法 (7)3空客A320系列飞机气象雷达系统故障分析 (9)3.1不同机型每月雷达系统故障分析 (9)3.1.1每月故障次数数据 (9)3.1.2故障次数的统计分析 (10)3.2雷达系统不同部件故障分析 (12)3.2.1不同部件故障数据 (12)3.2.2部件故障数据的统计分析 (13)3.3雷达部件故障导致航班延误分析 (15)3.3.1故障导致延误次数数据 (15)3.3.1故障导致延误次数统计分析 (16)4实际案例分析 (19)4.1 COLLINS WXR-701X型气象雷达排故 (19)4.2 HONEYWELL RDR4B型气象雷达排故 (20)4.3气象雷达系统维护措施 (21)总结 (23)参考文献 (24)致谢 (25)附录A (26)1绪论1.1课题研究背景及意义据统计,全球约有四分之一到三分之一的飞行事故都间接或直接与天气有关。
1982年7月9日美国路易安纳新奥尔良机场泛美航空公司的一架飞机正稳稳当当起飞,突然飞机在空中剧烈抖动,并垂直下冲坠毁。
1985年8月2日美国一架Delta航空公司飞机在达拉斯沃思堡机场坠毁。
1994年7月2日美国一架飞机在离北卡罗来纳夏洛特机场几英里处误入暴雨云和风切变,机组想中止降落但没能成功。
2005年8月2日法国航空358航班在多伦多皮尔逊国际机场降落时遭遇风切变,导致飞机冲出跑道起火,飞机完全损失。
2005年10月23日尼日利亚贝尔韦尤航空公司一架客机从拉各斯起飞飞往首都阿布贾时,飞机刚起飞3分钟后就空中爆炸坠毁。
这些空难都与变化无常的恶劣天气气象密切相关,如图1.1由于具有时间短、范围小、强度大等特点,低空风切变被视若机场瘟疫。
夏季是雷雨高发的季节,如果气象雷达频繁故障不仅妨碍航班正点率,还会直接影响航空公司的运营效益。
由此可知拥有性能优越的气象雷达系统对于安全飞行是多么的重要。
图1.1飞机遭遇低空风切变云、风、降雨、雷暴、雾、霾等不良气象都会降低飞机的能见度,影响航空飞行的安全。
气象雷达用于探测气象要素和各种天气现象,被誉为观察气象的千里眼。
民用机载气象雷达的应用与发展极大地提高了气象预报的实时性和准确性。
气象雷达包括测云雷达、测雨雷达、测风雷达及专用于气象探测的雷达设备。
测云雷达主要用于测定云顶、云底的高度,但只能探测云层较薄的中高云层,含水量的低层云只能用测雨雷达探测。
测雨雷达又称天气雷达,是利用雨滴、云状滴、冰晶和雪花等对电磁波的散射作用来探测大气中的降水或云中水滴的浓度、分布、移动和演变过程,还可以探测台风、局部地区强风暴、冰雹和强对流云体等。
测风雷达用来探测高空不同大气层的水平风向、风速以及气压、温度、湿度等气象要素。
如图1.2飞机飞行在空中,气象雷达通过不断扫掠的天线间歇性地向飞行前方及其两侧扇区发射功率强大的脉冲式电磁波信号,无线电波在大气中以接近光波的速度、近似于直线的路径传播,如果在传播路径上遇到了气象目标物就会发生各种相互作用,如大气中云、雾和降水等水汽凝结物会对雷达发射波的散射和吸收;非球形粒子对圆极化波散射产生的退极化作用,无线电波的空气折射率不均匀结构和闪电放电形成的电离介质对入射波的散射,稳定层结大气对入射波的部分反射;以及散射体积内散射目标的运动对入射波产生的多普勒效应等。
图1.2气象雷达系统的用途脉冲电磁波会被以上气象目标物散射到四面八方,其中一部分电磁波能被散射回雷达天线,天线接收产生的雷达回波, 气象雷达回波不仅可以确定探测目标的空间位置、形状、尺度、移动和发展变化等宏观特性,还可以根据回波信号的振幅、相位、频率和偏振度等确定目标物的各种物理特性,例如云中含水量、降水强度、风场、铅直气流速度、大气湍流、降水粒子谱、云和降水粒子相态以及闪电等。
此外,还可利用对流层大气温度和湿度随高度的变化而引起的折射率随高度变化的规律,由探测得到的对流层中温度和湿度的铅直分布求出折射率的铅直梯度,并通过分析无线电波传播的条件,预报雷达的探测距离,也可根据雷达探测距离的超折射等异常现象推断大气温度和湿度的层结。
回波信号在雷达接收机和显示器中经过复杂的处理。
在雷达显示器上显示出气象目标物的空间位置分布和强度等特征,飞行员通过观察导航显示器上显示的图像可以十分方便直接地了解飞机前方数百里范围内的气象和地面情况,选择安全的航路,保障飞行过程的安全性和舒适性。
民用机载气象雷达在雷达领域中占据重要的地位,它发展到现在虽然只有六十多年的历史,但是已经取得了许多引人注目的成就并为航空事业的安全飞行作出不可磨灭的贡献。
民航飞机都是在大气层内运输飞行的,常常有新闻报道机场出现大雾大雨等各种天气气象造成航班延误,这样就会影响航班的正常运营。
据统计,全球由于机场或航路上的天气达不到飞行标准所延误约占航班延误的百分之八十以上,所以大气的千变万化会直接影响到民航运输事业的经济效益和安全保障。
总的来说,气象雷达可提供飞机前方气象情况的准确和连续的图像并以距离和方位的形式显示出来,为机场气象研究提供资料,为飞机改变航道、避开颠簸区域和飞行安全提供保障,保障飞行的安全。
1.2课题研究现状及趋势中国民航总局在“八五”和“九五”期间投人了大量的人力物力,用于人才的培养,用于新型高科技气象雷达的研发和用于气象雷达设备的制造,使中国民航的气象服务质量得到较大的改善。
我国气象服务水平还在不断进步的过程中,目前的总体技术水平已接近于发达国家,并且还需要继续加大投入争取早日赶超发达国家的技术水平。
随着经济的发展,对于民航事业的需求也日益增加,导致飞行过程的安全性、舒适性及经济性显得异常紧要,气象雷达是民航飞机必需具有的重要电子设备。