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Cisalhamento do Vento e Segurança da Aviação Civil

O cisalhamento do vento é um fenômeno atmosférico que é uma mudança repentina na velocidade do vento nas direções horizontal e vertical. O cisalhamento do vento, especialmente o cisalhamento do vento de baixa altitude, é um fator importante em muitos acidentes de aviação, particularmente aqueles envolvendo aeronaves. Até as últimas décadas, pouco se sabia sobre seu efeito na segurança da aviação, mas os avanços recentes na tecnologia LiDAR ajudaram a melhorar nossa compreensão dos efeitos do cisalhamento do vento. Hoje, o LiDAR a bordo é frequentemente usado para monitorar o vento em voo, enquanto o LiDAR de varredura 3D doppler baseado no solo pode detectar mudanças na velocidade do vento perto do aeroporto.

O cisalhamento do vento é extremamente prejudicial ao voo da aviação, principalmente durante a decolagem e pouso, devido à baixa velocidade de voo, o cisalhamento do vento pode ter um grande efeito na velocidade do ar da aeronave, resultando em mudanças bruscas de atitude e altitude da aeronave, às vezes com desastrosos resultados em baixas altitudes. Em 1985, um avião caiu no aeroporto de Dallas-Fox, nos Estados Unidos, matando 137 pessoas. Desde então, o cisalhamento do vento tem sido estudado como um tema internacional. Segundo Coleman, diretor do Centro Nacional de Pesquisa Atmosférica em Boulder, depois de 1985, todas as aeronaves nos Estados Unidos passaram a ser equipadas com detectores de cisalhamento de vento, e no Canadá na década de 1990.

Como o 3D Dopper Scanning Wind Lidar detecta o cisalhamento do vento?

Uma imagem lidar com vento 3D é uma representação 3D do campo de vento. As imagens geralmente são tiradas de cima. A velocidade do vento é medida em m/s. Por exemplo, um avião voando sobre uma pista pode experimentar uma velocidade do vento de 14 m/s. O vento de superfície é leve a esta altura e é oposto aos níveis superiores da atmosfera.

Este tipo de varredura de vento lidar usa uma cabeça óptica que é fixada em um ângulo de elevação fixo. O azimute, por sua vez, é constantemente iterado de 0 a 360 graus. Isso cria uma superfície de cone que é exibida em perspectiva 2D como um círculo.

Uma imagem de lidar de vento tridimensional é uma composição de várias imagens. Os dados são interpretados por um especialista para produzir uma previsão precisa para a condição de um aeroporto. Também pode ser usado para identificar condições relacionadas ao vento. Além de detectar o cisalhamento do vento, também pode ser usado para identificar microbursts. Se um evento climático específico for acompanhado de vento forte, um alerta é gerado.

Usando essa tecnologia, o lidar pode detectar fenômenos climáticos severos que podem afetar a aviação. Por exemplo, o cisalhamento do vento de baixo nível é frequentemente acompanhado por downbursts. Para detectar o cisalhamento do vento, os dados do lidar podem ser processados e analisados por um algoritmo de computador. Além disso, os dados lidar são avaliados quanto ao conteúdo de aerossol.

Varredura Doppler 3D Wind LiDAR Princípio de Varredura Glide Path

A varredura da trajetória de planeio se concentra na observação do campo de vento na área de decolagem e pouso da aeronave, e os ângulos de azimute e inclinação mudam simultaneamente durante o processo de varredura.

Use o modo PPI de 3D Scanning Wind LiDAR para detectar Wind Shear

Princípio de varredura PPI: Sob a condição de ângulo de passo LiDAR constante, varredura de balanço de ângulo de azimute.

Em seguida, use o fator C sintetizado para julgar o cisalhamento do vento:

Quando o fator C está entre 0,068-0,138, considera-se cisalhamento moderado do vento;
quando o fator C está entre 0,139-0,206, o cisalhamento do vento forte é considerado
quando o fator C for maior que 0,207, considera-se cisalhamento severo do vento.

Detecção de vórtice de vigília de aeronave

A asa de uma aeronave em voo irá perturbar a atmosfera, formando um vórtice fechado que gira na direção oposta em torno da asa, que é o vórtice da cauda da aeronave. O vórtice é forte e existe há muito tempo, o que tornará seguro o voo da próxima aeronave. Representa uma séria ameaça, de modo que a distância de acompanhamento das aeronaves no aeroporto ao decolar ou pousar é limitada e, como resultado, a capacidade do aeroporto é reduzida.

Este problema tornou-se um problema-chave no campo da segurança de voo de aeronaves e controle da aviação aeroportuária em casa e no exterior. O estudo das características dos vórtices de esteira e sua tecnologia de detecção é de grande importância para solucionar este problema. Primeiro, a tecnologia avançada de detecção de esteira de vórtices pode ser usada para evitar aeronaves. O vórtice de esteira pode atingir o objetivo de garantir a segurança do voo; além disso, pode romper as limitações dos padrões tradicionais de espaçamento de voo seguro e melhorar muito a capacidade de transporte do aeroporto.

Use o modo PPI de 3D Scanning Wind LiDAR para detectar o Vortex Wake de Aeronaves

O princípio de detecção RHI de cisalhamento do vento: quando o ângulo de azimute do radar permanece inalterado, a varredura de oscilação do ângulo de inclinação.

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