Molas 3D Doppler Scanning Wind LiDAR повышает безопасность и эффективность гражданской авиации

Сдвиг ветра и безопасность гражданской авиации

Сдвиг ветра — атмосферное явление, представляющее собой резкое изменение скорости ветра в горизонтальном и вертикальном направлениях. Сдвиг ветра, особенно сдвиг ветра на малых высотах, является основным фактором многих авиационных происшествий, особенно с участием самолетов. До последних десятилетий мало что было известно о его влиянии на безопасность полетов, но последние достижения в технологии LiDAR помогли нам лучше понять влияние сдвига ветра. Сегодня бортовой LiDAR часто используется для мониторинга ветра в полете, а наземный доплеровский 3D-сканирующий ветер LiDAR может обнаруживать изменения скорости ветра вблизи аэропорта. 

Сдвиг ветра чрезвычайно вреден для полетов авиации, особенно при взлете и посадке, из-за малой скорости полета сдвиг ветра может оказывать большое влияние на воздушную скорость самолета, приводя к внезапным изменениям положения и высоты полета самолета, иногда с катастрофическими последствиями. результат на малых высотах. В 1985 году в аэропорту Даллас-Фокс в США разбился самолет, погибли 137 человек. С тех пор сдвиг ветра изучается как международная тема. По словам Коулмана, директора Национального центра атмосферных исследований в Боулдере, после 1985 года все самолеты в США были оборудованы детекторами сдвига ветра, а в Канаде — в 1990-х годах.

Как 3D-доппер-сканирующий лидар ветра обнаруживает сдвиг ветра?

Трехмерное лидарное изображение ветра представляет собой трехмерное представление поля ветра. Изображения обычно делаются сверху. Скорость ветра измеряется в м/с. Например, при полете самолета над взлетно-посадочной полосой скорость ветра может достигать 14 м/с. Приземный ветер на этой высоте слабый и противоположен верхним слоям атмосферы.

Этот тип лидарного сканирования ветра использует оптическую головку, которая фиксируется на фиксированном угле возвышения. Азимут, в свою очередь, постоянно повторяется от 0 до 360 градусов. Это создает поверхность конуса, которая отображается в 2D-перспективе в виде круга.

Трехмерное лидарное изображение ветра состоит из нескольких изображений. Данные интерпретируются экспертом для получения точного прогноза состояния аэропорта. Его также можно использовать для определения условий, связанных с ветром. Помимо обнаружения сдвига ветра, его также можно использовать для выявления микропорывов. Если конкретное погодное явление сопровождается сильным ветром, генерируется оповещение.

Используя эту технологию, лидар может обнаруживать суровые погодные явления, которые могут повлиять на авиацию. Например, сдвиг ветра на малых высотах часто сопровождается нисходящими порывами. Для обнаружения сдвига ветра данные лидара можно обрабатывать и анализировать с помощью компьютерного алгоритма. Кроме того, лидарные данные оцениваются по содержанию аэрозолей.

Доплеровское 3D-сканирование Ветровой лидар Принцип сканирования глиссады

ДОПЛЕРОВСКОЕ 3D СКАНИРОВАНИЕ ВЕТРОВОЙ ЛИДАР СКАНИРОВАНИЕ ГЛИСА 2
ДОПЛЕРОВСКОЕ 3D СКАНИРОВАНИЕ ВЕТРОВОЙ ЛИДАР СКАНИРОВАНИЕ ГЛИСАДА

Сканирование глиссады направлено на наблюдение за полем ветра в районе взлета и посадки самолета, а углы азимута и тангажа изменяются одновременно в процессе сканирования.

Используйте режим PPI 3D Scanning Wind LiDAR для обнаружения сдвига ветра

ДОПЛЕРОВСКОЕ 3D СКАНИРОВАНИЕ ВЕТРА ЛИДАР РЕЖИМ PPI ОБНАРУЖЕНИЕ СДВИГ ВЕТРА

Принцип сканирования PPI: при постоянном угле тангажа лидара сканирование качания угла азимута.

Затем используйте синтезированный коэффициент C для оценки сдвига ветра:

  • Когда коэффициент С находится в пределах 0,068–0,138, считается умеренным сдвиг ветра;
  • когда коэффициент С находится в пределах 0,139–0,206, считается, что сдвиг ветра сильный.
  • когда коэффициент С превышает 0,207, считается сильный сдвиг ветра.

Обнаружение вихревого следа самолета

Крыло самолета в полете будет возмущать атмосферу, образуя замкнутый вихрь, вращающийся в противоположном направлении вокруг крыла, который является хвостовым вихрем самолета. Вихрь сильный и существует долго, что сделает полет следующего самолета безопасным. Это представляет серьезную угрозу, так как дистанция сопровождения самолетов в аэропорту при взлете или посадке ограничена, и, как следствие, снижается пропускная способность аэропорта.

       Эта проблема стала ключевой проблемой в области обеспечения безопасности полетов воздушных судов и управления аэропортовой авиацией в стране и за рубежом. Большое значение для решения этой задачи имеет изучение характеристик вихревого следа и технологии его обнаружения. Во-первых, передовая технология обнаружения вихревого следа может использоваться для уклонения от летательного аппарата. Вихревой след может обеспечить безопасность полета; кроме того, он может преодолеть ограничения традиционных стандартов безопасного интервала между полетами и значительно улучшить пропускную способность аэропорта.

вихревой след самолета
вихревой след самолета 2

Используйте режим PPI 3D Scanning Wind LiDAR для обнаружения вихревого следа от самолета

3D СКАНИРОВАНИЕ ВЕТРА ЛИДАРОМ ОБНАРУЖЕНИЕ ВИХРЕВ

Принцип RHI обнаружения сдвига ветра: когда азимутальный угол радара остается неизменным, угол тангажа качается при сканировании.

Фотографии сайта

ru_RUРусский