Molas 3D Doppler Scanning Wind LiDAR mejora la seguridad y eficiencia de la aviación civil

Cizalladura del viento y seguridad de la aviación civil

La cizalladura del viento es un fenómeno atmosférico que consiste en un cambio repentino en la velocidad del viento en las direcciones horizontal y vertical. La cizalladura del viento, especialmente la cizalladura del viento a baja altitud, es un factor importante en muchos accidentes de aviación, particularmente en los que involucran aeronaves. Hasta décadas recientes, se sabía poco sobre su efecto en la seguridad de la aviación, pero los avances recientes en la tecnología LiDAR han ayudado a mejorar nuestra comprensión de los efectos de la cizalladura del viento. Hoy en día, el LiDAR a bordo se usa a menudo para monitorear el viento en vuelo, mientras que el LiDAR de viento de escaneo 3D doppler basado en tierra puede detectar cambios en la velocidad del viento cerca del aeropuerto. 

La cizalladura del viento es extremadamente dañina para los vuelos de aviación, especialmente durante el despegue y el aterrizaje, debido a la baja velocidad de vuelo, la cizalladura del viento puede tener un gran efecto en la velocidad aerodinámica de la aeronave, lo que resulta en cambios repentinos en la actitud y altitud de la aeronave, a veces con efectos desastrosos. resultados a bajas altitudes. En 1985, un avión se estrelló en el aeropuerto de Dallas-Fox en los Estados Unidos y mató a 137 personas. Desde entonces, la cizalladura del viento se ha estudiado como un tema internacional. Según Coleman, director del Centro Nacional para la Investigación Atmosférica en Boulder, después de 1985, todos los aviones en los Estados Unidos han sido equipados con detectores de cizalladura del viento, y en Canadá en la década de 1990.

¿Cómo 3D Dopper Scanning Wind Lidar detecta la cizalladura del viento?

Una imagen lidar de viento en 3D es una representación en 3D del campo de viento. Las imágenes generalmente se toman desde arriba. Las velocidades del viento se miden en m/s. Por ejemplo, un avión que vuela sobre una pista puede experimentar una velocidad del viento de 14 m/s. El viento superficial es ligero a esta altura y es opuesto a los niveles superiores de la atmósfera.

Este tipo de escaneo LIDAR de viento utiliza un cabezal óptico que se fija a un ángulo de elevación fijo. El acimut, a su vez, se itera constantemente de 0 a 360 grados. Esto crea una superficie de cono que se muestra en perspectiva 2D como un círculo.

Una imagen lidar de viento tridimensional es una composición de múltiples imágenes. Los datos son interpretados por un experto para producir una predicción precisa de la condición de un aeropuerto. También se puede utilizar para identificar condiciones relacionadas con el viento. Además de detectar la cizalladura del viento, también se puede utilizar para identificar microrráfagas. Si un evento meteorológico en particular está acompañado de viento fuerte, se genera una alerta.

Usando esta tecnología, lidar puede detectar fenómenos meteorológicos severos que pueden afectar la aviación. Por ejemplo, la cizalladura del viento en niveles bajos suele ir acompañada de ráfagas descendentes. Para detectar la cizalladura del viento, los datos LIDAR pueden procesarse y analizarse mediante un algoritmo informático. Además, los datos LIDAR se evalúan para el contenido de aerosoles.

Escaneo Doppler 3D Viento LiDAR Principio de escaneo de ruta de planeo

ESCANEO DOPPLER 3D VIENTO LIDAR ESCANEO DE RUTA DE DESLIZAMIENTO 2
EXPLORACIÓN DOPPLER 3D VIENTO LIDAR EXPLORACIÓN DE LA RUTA DE DESLIZAMIENTO

El escaneo de la ruta de planeo se enfoca en observar el campo de viento en el área de despegue y aterrizaje de la aeronave, y los ángulos de acimut y cabeceo cambian simultáneamente durante el proceso de escaneo.

Use el modo PPI de 3D Scanning Wind LiDAR para detectar la cizalladura del viento

Principio de escaneo PPI: bajo la condición de ángulo de inclinación constante de LiDAR, escaneo de oscilación de ángulo de acimut.

Luego use el factor C sintetizado para juzgar la cizalladura del viento:

  • Cuando el factor C está entre 0,068 y 0,138, se considera cizalladura del viento moderada;
  • cuando el factor C está entre 0,139 y 0,206, se considera una fuerte cizalladura del viento
  • cuando el factor C es superior a 0,207, se considera cizalladura severa del viento.

Detección de vórtice de estela de aeronave

El ala de un avión en vuelo perturbará la atmósfera, formando un vórtice cerrado que gira en dirección opuesta alrededor del ala, que es el vórtice de cola del avión. El vórtice es fuerte y existe durante mucho tiempo, lo que hará que el vuelo del siguiente avión sea seguro. Plantea una grave amenaza, por lo que la distancia de seguimiento de las aeronaves en el aeropuerto al despegar o aterrizar es limitada y, como resultado, se reduce la capacidad del aeropuerto.

       Este problema se ha convertido en un problema clave en el campo de la seguridad de los vuelos de aeronaves y el control de la aviación aeroportuaria en el país y en el extranjero. El estudio de las características de los vórtices de estela y su tecnología de detección es de gran importancia para resolver este problema. En primer lugar, la tecnología avanzada de detección de vórtices de estela se puede utilizar para evitar aeronaves. El vórtice de estela puede lograr el propósito de garantizar la seguridad del vuelo; además, puede superar las limitaciones de los estándares tradicionales de separación segura de vuelos y mejorar en gran medida la capacidad de transporte del aeropuerto.

Use el modo PPI de 3D Scanning Wind LiDAR para detectar Aircraft Wake Vortex

El principio de detección RHI de la cizalladura del viento: cuando el ángulo de acimut del radar permanece sin cambios, el ángulo de inclinación oscila la exploración.

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