Molas 3D Doppler การสแกน Wind LiDAR ปรับปรุงความปลอดภัยและประสิทธิภาพการบินพลเรือน

ลมเฉือนและความปลอดภัยการบินพลเรือน

แรงลมเฉือนเป็นปรากฏการณ์บรรยากาศที่มีการเปลี่ยนแปลงความเร็วลมอย่างกะทันหันในทิศทางแนวนอนและแนวตั้ง แรงเฉือนของลม โดยเฉพาะแรงเฉือนจากลมในระดับความสูงต่ำ เป็นปัจจัยสำคัญในอุบัติเหตุการบินจำนวนมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่เกี่ยวข้องกับเครื่องบิน จนกระทั่งหลายทศวรรษที่ผ่านมา ไม่ค่อยมีใครทราบเกี่ยวกับผลกระทบต่อความปลอดภัยในการบิน แต่ความก้าวหน้าล่าสุดในเทคโนโลยี LiDAR ได้ช่วยปรับปรุงความเข้าใจของเราเกี่ยวกับผลกระทบของลมเฉือน ทุกวันนี้ LiDAR บนเครื่องบินมักใช้เพื่อตรวจสอบลมขณะบิน ในขณะที่ LiDAR สแกนลมสแกนสามมิติบนพื้นดิน LiDAR สามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของความเร็วลมใกล้สนามบินได้ 

แรงลมเฉือนเป็นอันตรายอย่างยิ่งต่อการบินโดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างการบินขึ้นและลงจอด เนื่องจากความเร็วของเที่ยวบินต่ำ แรงลมเฉือนอาจส่งผลกระทบอย่างมากต่อความเร็วลมของเครื่องบิน ส่งผลให้ทัศนคติและความสูงของเครื่องบินเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหัน บางครั้งเกิดความหายนะ ผลลัพธ์ที่ระดับความสูงต่ำ ในปี 1985 เครื่องบินลำหนึ่งตกที่สนามบินดัลลาส-ฟอกซ์ในสหรัฐอเมริกา คร่าชีวิตผู้คนไป 137 ราย ตั้งแต่นั้นมา ลมเฉือนได้รับการศึกษาเป็นหัวข้อสากล โคลแมน ผู้อำนวยการศูนย์วิจัยบรรยากาศแห่งชาติในโบลเดอร์ กล่าวหลังปี 1985 เครื่องบินทุกลำในสหรัฐอเมริกาได้รับการติดตั้งเครื่องตรวจจับแรงลม และในแคนาดาในช่วงทศวรรษ 1990

3D Dopper Scanning Wind Lidar ตรวจจับแรงเฉือนของลมได้อย่างไร?

ภาพ 3 มิติของลมลิดาร์คือการแสดง 3 มิติของสนามลม รูปภาพมักจะถ่ายจากด้านบน ความเร็วลมวัดเป็น m/s ตัวอย่างเช่น เครื่องบินที่บินบนรันเวย์อาจมีความเร็วลม 14 เมตร/วินาที ลมบนพื้นผิวมีแสงสว่างที่ความสูงนี้และอยู่ตรงข้ามกับชั้นบนของบรรยากาศ

การสแกนช่องลมประเภทนี้ใช้หัวแบบออปติคัลที่ยึดเข้ากับมุมเงยคงที่ ในทางกลับกัน azimuth จะวนซ้ำอย่างต่อเนื่องตั้งแต่ 0 ถึง 360 องศา ซึ่งจะสร้างพื้นผิวทรงกรวยที่แสดงในเปอร์สเปคทีฟ 2 มิติเป็นวงกลม

ภาพฝาลมสามมิติเป็นภาพที่ประกอบขึ้นจากภาพหลายภาพ ข้อมูลนี้แปลโดยผู้เชี่ยวชาญเพื่อสร้างการคาดการณ์ที่แม่นยำสำหรับสภาพของสนามบิน นอกจากนี้ยังสามารถใช้เพื่อระบุสภาวะที่เกี่ยวข้องกับลมได้อีกด้วย นอกจากการตรวจจับแรงลมเฉือนแล้ว ยังสามารถใช้เพื่อระบุไมโครเบิร์สต์ได้อีกด้วย หากเหตุการณ์สภาพอากาศใดเกิดขึ้นพร้อมกับลมแรง ระบบจะสร้างการแจ้งเตือน

การใช้เทคโนโลยีนี้ทำให้ Lidar สามารถตรวจจับปรากฏการณ์สภาพอากาศเลวร้ายที่อาจส่งผลต่อการบินได้ ตัวอย่างเช่น แรงลมระดับต่ำมักจะมาพร้อมกับเสียงระเบิด ในการตรวจจับแรงลมเฉือน ข้อมูลไลดาร์สามารถประมวลผลและวิเคราะห์โดยใช้อัลกอริทึมของคอมพิวเตอร์ นอกจากนี้ยังมีการประเมินข้อมูล lidar สำหรับเนื้อหาละออง

Doppler 3D Scanning Wind LiDAR หลักการสแกนเส้นทาง Glide

การสแกน DOPPLER 3D WIND LIDAR GLIDE PATH การสแกน 2
การสแกน DOPPLER 3D WIND LIDAR GLIDE PATH SCANNING

การสแกนเส้นทางร่อนมุ่งเน้นไปที่การสังเกตสนามลมในพื้นที่บินขึ้นและลงจอดของเครื่องบิน และมุมแอซิมัทและพิทช์จะเปลี่ยนแปลงไปพร้อม ๆ กันในระหว่างกระบวนการสแกน

ใช้โหมด PPI ของ 3D Scanning Wind LiDAR เพื่อตรวจจับ Wind Shear

DOPPLER 3D SCANNING WIND LIDAR PPI MODE DETECT WIND SHEAR

หลักการสแกน PPI: ภายใต้เงื่อนไขของมุมพิทช์ LiDAR คงที่ การสแกนการแกว่งของมุมแอซิมัท

จากนั้นใช้ปัจจัย C สังเคราะห์เพื่อตัดสินแรงเฉือนของลม:

  • เมื่อปัจจัย C อยู่ระหว่าง 0.068-0.138 ให้พิจารณาแรงเฉือนปานกลาง
  • เมื่อค่า C factor อยู่ระหว่าง 0.139-0.206 จะพิจารณาแรงเฉือนของลมแรง
  • เมื่อปัจจัย C มากกว่า 0.207 จะพิจารณาแรงลมเฉือนรุนแรง

การตรวจจับการหมุนวนของเครื่องบิน

ปีกของเครื่องบินที่กำลังบินจะรบกวนชั้นบรรยากาศ ก่อให้เกิดกระแสน้ำวนปิดที่หมุนไปในทิศทางตรงกันข้ามรอบปีก ซึ่งเป็นกระแสน้ำวนหางเครื่องบิน กระแสน้ำวนนั้นแข็งแกร่งและมีอยู่เป็นเวลานานซึ่งจะทำให้การบินของเครื่องบินต่อไปนี้ปลอดภัย มันก่อให้เกิดภัยคุกคามร้ายแรง ดังนั้นระยะทางการติดตามของเครื่องบินที่สนามบินเมื่อเครื่องขึ้นหรือลงจอดมีจำกัด และส่งผลให้ความจุของสนามบินลดลง

       ปัญหานี้ได้กลายเป็นปัญหาสำคัญในด้านความปลอดภัยในการบินของเครื่องบินและการควบคุมการบินของสนามบินทั้งในและต่างประเทศ การศึกษาคุณลักษณะเวควอร์เท็กซ์และเทคโนโลยีการตรวจจับมีความสำคัญอย่างยิ่งในการแก้ปัญหานี้ ประการแรก เทคโนโลยีการตรวจจับเวควอร์เท็กซ์ขั้นสูงสามารถใช้เพื่อหลีกเลี่ยงเครื่องบินได้ กระแสน้ำวนปลุกสามารถบรรลุวัตถุประสงค์ในการรับรองความปลอดภัยในการบิน นอกจากนี้ยังสามารถทำลายข้อจำกัดของมาตรฐานระยะห่างของเที่ยวบินที่ปลอดภัยแบบดั้งเดิม และปรับปรุงความสามารถในการขนส่งของสนามบินได้อย่างมาก

เครื่องบินปลุกกระแสน้ำวน
เครื่องบินปลุกกระแสน้ำวน2

ใช้โหมด PPI ของ 3D Scanning Wind LiDAR เพื่อตรวจจับ Aircraft Wake Vortex

การสแกน 3D WIND LIDAR VORTEX DETECTION

หลักการตรวจจับ RHI ของแรงลมเฉือน: เมื่อมุมราบของเรดาร์ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง การสแกนการแกว่งของมุมพิทช์

ภาพถ่ายเว็บไซต์

thไทย