CN108508443A - 一种飞机冗余气象雷达装置及改装方法 - Google Patents

一种飞机冗余气象雷达装置及改装方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种飞机冗余的气象雷达装置，包括第一部气象雷达收发计算机、第二部气象雷达收发计算机、天线系统、波导管、波导管切换电门、控制面板；控制面板与第一部气象雷达收发计算机、第二部气象雷达收发计算机、波导管切换电门相连；波导管切换电门与第一部气象雷达收发计算机、第二部气象雷达收发计算机、天线系统、控制面板相连；所述第一部气象雷达收发计算机与第二部气象雷达收发计算机结构相同，均包含核心计算单元，以及与其相连的天线信号接收接口、天线信号控制接口、控制面板接口、多个信号采集接口、显示信号接口。同时还公开了一种飞机冗余气象雷达装置的改装方法。本发明提高了雷达设备的安全裕度，提升了飞行安全。

Description

一种飞机冗余气象雷达装置及改装方法
技术领域
本发明涉及雷达总体设计领域，尤其涉及一种飞机冗余气象雷达装置及改装方法。
背景技术
我国幅员辽阔、气象特征复杂，部分机场处于高原、高高原地区、对飞机气象探测能力有极高的要求。目前国内波音757飞机数量多，波音757飞机的设计定型时间是在上世纪80年代。受当时的航空电子设备的技术水平所限，机上只装了一套较为简单老旧的机载气象雷达系统，不能对产生明显颠簸的湍流气象和严重影响飞机飞行安全的风切变现象做有效的探测，不能帮助飞行员驾驶飞机远离恶劣天气，并有效的减少绕飞距离，提高飞行效率。此外，也制约了航空公司在高高原机场地区的运营能力。因此开展气象雷达系统改装技术的研究和推广是很有必要的。目前，在中国国内运营的所有B757飞机都只配备了单套WRT-701X型雷达系统，该雷达系统所交联涉及的系统仅仅只有电源、惯性导航（IRS）和电子飞行显示系统（EFIS）三个系统，电源系统提供气象雷达计算机稳定的工作电压，惯性导航（IRS）系统向气象雷达计算机提供俯仰和倾斜数据用于天线的稳定，气象雷达计算机向EFIS系统提供气象信息的显示信号。该气象系统探测灾害性气象能力有限，不能探测出前视风切变气象信息，不能自动探测飞机前方的降水、雷雨区强度、湍流等情况，不能有效帮助飞行员判断和选择绕飞路线。国内所有航空公司运营的B757飞机均不具备飞赴高高原机场的能力，此外，在其他航路飞机未探测出灾害性气象天气情况的条件下，也仅仅凭借机组的处置能力操控解决，对航空安全是极大的隐患。
风切变：是一种大气现象，风矢量(风向、风速)在空中水平和(或)垂直距离上的变化。风切变按风向可分为水平风的水平切变、水平风的垂直切变、垂直风的切变。
本发明中的常用缩写：EGPWS：增强型近地警告系统；TCAS：防撞警告系统；IRS：惯性导航系统 ；ADC：大气数据系统；EHSI：电子水平显示器；RA：无线电高度系统。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种飞机冗余气象雷达装置及改装方法。
具体的，一种飞机冗余气象雷达装置，包括第一部气象雷达收发计算机，第二部气象雷达收发计算机，天线系统、波导管、波导管切换电门、控制面板；
所述控制面板与第一部气象雷达收发计算机、第二部气象雷达收发计算机、波导管切换电门相连；
所述波导管切换电门与第一部气象雷达收发计算机、第二部气象雷达收发计算机、波导管、控制面板相连；
所述第一部气象雷达收发计算机机与第二部气象雷达收发计算机结构相同，均包含核心计算单元，以及与所述核心计算单元相连的以下接口：
天线信号控制接口，用于与所述天线系统相连，以控制天线系统发射和接受信号，以及天线偏转；
天线信号接收接口，用于与所述波导管相连，以获取天线信号；
控制面板接口，用于与控制面板相连；
多个信号采集接口，用于获取飞机的当前状态信息；
显示信号接口，用于雷达的探测信息进行图像和文字信息显示。
优选的，所述信号采集接口包括以下接口：
RA信号接口，用于获取当前的无线电高度信息；
ADC信号接口，用于获取飞机大气数据高度信息；
起落架信号接口，用于获取飞机起落架状态信号；
空地信号接口，用于获取飞机空地状态信号；
IRS信号接口，用于从飞机导航系统获取飞机的惯性导航数据信号，为飞机气象雷达天线偏转提供参考基准位置；
TCAS信号接口，用于判定风切变警告优先级；
EGPWC信号接口，用于判定风切变警告优先级，并切换显示EGPWS系统图像数据和WXR系统图像数据。
优选的，所述气象雷达收发计算机的型号为WXR-2100。
优选的，所述天线系统包括天线驱动组件与气象雷达天线，所述气象雷达天线与天线驱动组件相连。
优选的，所述与核心计算单元相连的接口还包括喇叭接口，用于声音输出。
同时，还公开了一种飞机冗余气象雷达装置的改装方法，包含以下步骤：
S1，更换所述天线系统；
S2，更换满足透波率满足Do 213 Classs C等级要求的雷达罩；
S3，更换能容纳两部所述气象雷达收发计算机的支架和支撑结构；
S4，安装用于固定所述波导管切换电门组件的支架；
S5，更换新的波导管组件；
S6，在飞机电子舱安装继电器，用于控制分配EGPWS和气象雷达系统在电子飞行显示器上的显示。
优选的，所述S1还包括以下子步骤：
S11,更换天线驱动组件；
S12,更换气象雷达天线。
优选的，还包括步骤S7：更换驾驶舱音响警告部件，用于气象雷达产生声音警告。
本发明的有益效果在于：1.提升了飞机探测气象降雨的精度；2. 增强了探测湍流、风切变等复杂气象的能力；3.提升了系统的冗余度，提升了飞机的飞行安全。
附图说明
图1是本发明装置的系统结构图；
图2是本发明的雷达收发计算机系统图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
一种飞机冗余气象雷达装置，包括第一部气象雷达收发计算机、第二部气象雷达收发计算机、天线系统、波导管、波导管切换电门、控制面板；
所述控制面板与第一部气象雷达收发计算机、第二部气象雷达收发计算机、波导管切换电门相连；
所述波导管切换电门与第一部气象雷达收发计算机、第二部气象雷达收发计算机、波导管、控制面板相连；
所述第一部气象雷达收发计算机与第二部气象雷达收发计算机结构相同，作为优选的实施方案，所述气象雷达收发计算机的型号为WXR-2100。其均包含核心计算单元，以及与所述核心计算单元相连的以下接口：
天线信号控制接口，用于与所述天线系统相连，以控制天线系统发射和接受信号，以及天线偏转；
天线信号接收接口，用于与所述波导管相连，以获取天线信号；
控制面板接口，用于与控制面板相连，获取各种控制状态模式；
多个信号采集接口，用于获取飞机的当前状态信息；
显示信号接口，用于雷达的探测信息进行图像和文字信息显示。
优选的，所述信号采集接口包括以下接口：
RA信号接口，用于获取当前的无线电高度信息；ADC信号接口，用于获取飞机大气数据高度信息；起落架信号接口，用于获取飞机起落架状态信号；空地信号接口，用于获取飞机空地状态信号；IRS信号接口，用于从飞机导航系统获取飞机的惯性导航数据信号，为飞机气象雷达天线偏转提供参考基准位置；TCAS信号接口，用于判定风切变警告优先级；EGPWC信号接口，用于判定风切变警告优先级，并切换显示EGPWS系统图像数据和WXR系统图像数据。具体的连接关系如下：
WXR-2100计算机从飞机惯导系统（IRS）获取飞机ARINC429格式的惯性导航数据信号，为飞机气象雷达系统天线驱动组件偏转的基准参考位置信号；从大气数据系统（ADC）获取飞机ARINC429格式的高度数据信号，确定飞机高度位置；无线电高度系统(RA)向气象雷达收发计算机提供ARINC429格式的高度数据信号以在起飞和降落时起始或切断前视风切变功能；自动油门电门向气象雷达计算机提供在发动性能参数以便在起飞的时候启动前视风切变信号；起落架状态系统向气象雷达收发计算机提供起落架状态信号，以便在进近时起落架放下后启动前视风切变功能；空地电门向气象雷达计算机提供空地逻辑用于记录飞行阶段；EFIS系统为气象雷达系统的显示单元，气象雷达计算机组件从EFIS系统获取两组ARINC429控制数据信号，控制计算机的显示数据输出状态，气象雷达收发计算机组件分别向EIFS系统的3个符合发生器组件的输出两组ARINC453格式的数据信号，以便在两个电子水平显示器（EHSI）上进行图像和文字信息显示；气象雷达计算机和气象雷达控制面板数据交联，获知机组操作气象雷达的模式以及天线各种状态，以便控制气象雷达天线测试；与TCAS系统进行数据通讯，判断风切变警告优先级。气象/地形显示转换继电器受EGPWS控制，当EFIS控制板选择了“TERR”或EGPWC产生了梯次地形警告时，EHSI显示EGPWS系统的地形信息；当EFIS控制板选择“WXR”时，EHSI显示气象雷达信息。本项目是双套气象雷达系统，在同一时刻，有且只有一套处于工作状态。当在雷达控制面板上选择了某套工作后，对应气象雷达计算机发射电磁脉冲波，波导管切换电门开启对应传输通路发射和接受脉冲回波，对应计算机判断并将对应气象信息及声音传输到显示设备和音频喇叭组件上。
优选的，所述天线系统包括天线驱动组件与气象雷达天线，所述气象雷达天线与天线驱动组件相连。
优选的，所述与核心计算单元相连的接口还包括喇叭接口，用于声音输出。
同时，还公开了一种飞机冗余气象雷达装置的改装方法，包含以下步骤：
S1，更换所述天线系统；以满足系统探测气象功能和前视风切变功能。具体的，还包括以下子步骤：S11,更换天线驱动组件；S12,更换气象雷达天线。此处是将原件号为622-5135-002天线驱动组件更换为622-5136-802型号的天线驱动组件，将原件号为622-5137-001的天线更换为622-5137-601型号的天线。
S2，更换满足透波率满足Do 213 Classs C等级要求的雷达罩；
S3，更换能容纳两部所述气象雷达收发计算机的支架和支撑结构；
S4，安装用于固定所述波导管切换电门及其组件的支架；
S5，更换新的波导管组件；更换新的波导管尺寸，同时需满足波导管物理匹配和传输性能；
S6，在飞机电子舱安装继电器，用于控制分配EGPWS和气象雷达系统在电子飞行显示器上的显示。
优选的，还包括步骤S7：更换驾驶舱音响警告部件，用于气象雷达产生声音警告。
所述改装方法既可以基于前述的飞机冗余气象雷达装置，也可以不基于前述的飞机冗余气象雷达装置。
需要说明的是，对于前述的各个方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某一些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和单元并不一定是本申请所必须的。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、ROM、RAM等。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种飞机冗余的气象雷达装置，其特征在于，包括：第一部气象雷达收发计算机、第二部气象雷达收发计算机、天线系统、波导管、波导管切换电门、控制面板；
所述控制面板与第一部气象雷达收发计算机、第二部气象雷达收发计算机、波导管切换电门相连；
所述波导管切换电门与第一部气象雷达收发计算机、第二部气象雷达收发计算机、波导管、控制面板相连；
所述第一部气象雷达收发计算机与第二部气象雷达收发计算机结构相同，均包含核心计算单元，以及与所述核心计算单元相连的以下接口：
天线信号控制接口，与所述天线系统相连，用于控制天线系统动作；
天线信号接收接口，与所述波导管相连，用于获取天线信号；
控制面板接口，与控制面板相连，用于获取各种控制状态模式；
多个信号采集接口，用于获取飞机的当前各种状态信息；
显示信号接口，用于雷达探测信息进行图像和文字信息的显示。
2.如权利要求1所述的一种飞机冗余气象雷达装置，其特征在于，所述信号采集接口包括以下接口：
RA信号接口，用于获取当前的无线电高度信息；
ADC信号接口，用于获取飞机大气数据高度信息；
起落架信号接口，用于获取飞机起落架状态信号；
空地信号接口，用于获取飞机空地状态信号；
IRS信号接口，用于从飞机导航系统获取飞机的惯性导航数据信号，为飞机气象雷达天线偏转提供参考基准位置；
TCAS信号接口，用于判定风切变警告优先级；
EGPWC信号接口，用于判定风切变警告优先级，并切换显示EGPWS系统图像数据和WXR系统图像数据。
3.如权利要求1所述的一种飞机冗余气象雷达装置，其特征在于，所述气象雷达收发计算机的型号为WXR-2100。
4.如权利要求1所述的一种飞机冗余气象雷达装置，其特征在于，所述天线系统包括天线驱动组件与气象雷达天线，所述气象雷达天线与天线驱动组件相连。
5.如权利要求1所述的一种飞机冗余气象雷达装置，其特征在于，所述与核心计算单元相连的接口还包括喇叭接口，用于声音输出。
6.一种飞机冗余气象雷达装置的改装方法，其特征在于，包含以下步骤：
S1，更换天线系统；
S2，更换满足透波率满足Do 213 Classs C等级要求的雷达罩；
S3，更换能容纳两部所述气象雷达收发计算机的支架和支撑结构；
S4，安装用于固定波导管切换电门组件的支架；
S5，更换新的波导管组件；
S6，在飞机电子舱安装继电器，用于控制分配EGPWS和气象雷达系统在电子飞行显示器上的显示。
7.如权利要求6所述的一种飞机冗余气象雷达装置的改装方法，其特征在于，所述S1还包括以下子步骤：
S11,更换天线驱动组件；
S12,更换气象雷达天线。
8.如权利要求6所述的一种飞机冗余气象雷达装置的改装方法，其特征在于，还包括步骤S7：更换新的驾驶舱音响警告部件，用于气象雷达产生声音警告。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2509740Y (zh) * 2001-11-05 2002-09-04 信息产业部电子第五十四研究所 高性能天气雷达天线伺服装置
US20100315432A1 (en) * 2007-12-03 2010-12-16 Selex Systems Integration Gmbh Method for determining compound data of weather radars in an overlapping region of the monitoring regions of at least two weather radars
CN103413461A (zh) * 2013-07-08 2013-11-27 中国航空无线电电子研究所 一种用于飞机安全的综合监视系统及其监视方法
US20140009328A1 (en) * 2012-01-20 2014-01-09 Enterprise Electronics Corporation Transportable x-band radar having antenna mounted electronics
CN106546984A (zh) * 2015-09-23 2017-03-29 罗克韦尔柯林斯公司 利用外部气象数据提高机载气象雷达的性能

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2509740Y (zh) * 2001-11-05 2002-09-04 信息产业部电子第五十四研究所 高性能天气雷达天线伺服装置
US20100315432A1 (en) * 2007-12-03 2010-12-16 Selex Systems Integration Gmbh Method for determining compound data of weather radars in an overlapping region of the monitoring regions of at least two weather radars
US20140009328A1 (en) * 2012-01-20 2014-01-09 Enterprise Electronics Corporation Transportable x-band radar having antenna mounted electronics
CN103413461A (zh) * 2013-07-08 2013-11-27 中国航空无线电电子研究所 一种用于飞机安全的综合监视系统及其监视方法
CN106546984A (zh) * 2015-09-23 2017-03-29 罗克韦尔柯林斯公司 利用外部气象数据提高机载气象雷达的性能

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
邱亚华: "民航飞机气象雷达显示故障分析及排除措施", 《科技与企业》 *

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