CN110531359B - 一种机载气象雷达风切变探测的设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机载气象雷达风切变探测的设计方法，对特种飞机装备的气象雷达探测风切变的进入退出及告警允许/限制控制方法进行了设计，可以无需飞行员的额外操作即自动响应风切变探测的进入/退出以及告警的允许/限制，减少飞行员的工作量，优化了国产机载气象雷达风切变探测的设计方式，兼顾了风切变探测技术标准和飞机飞行环境的变化，保证了国产机载气象雷达在风切变探测过程中的运行合理。

Description

一种机载气象雷达风切变探测的设计方法
技术领域
本发明属于机载气象雷达系统控制技术领域，具体涉及一类特种飞机飞行中风切变探测的设计方法。
背景技术
当前国内民航飞机配装的进口气象雷达均具有成熟的探测风切变能力，在客机起降阶段自动开启/关闭风切变探测及告警功能，辅助机组人员提早感知低空风切变危险以采取合理的避让措施。
进口机载气象雷达的风切变探测控制方法根据民航飞机的工作场景、配装机型等进行设计，在飞机滑跑、起飞、爬升、降落等阶段自动控制风切变的进入退出，同时根据风切变目标的危险程度发出告警信息，但具体的风切变探测逻辑流程和设计方法未有相关公开资料。
目前国内机载气象雷达的风切变探测功能已由理论研究进入工程阶段，但当前风切变探测的控制设计仍处于初步探索期，难以应对特种飞机在起飞和降落过程中所面临的复杂工作环境和满足机组人员的使用要求，需要综合考虑使用场景，合理设计特种飞机上国产机载气象雷达进行风切变探测的控制方法。
发明目的
本发明的目的是针对机载气象雷达的风切变探测控制，提出一种解决特种飞机起飞和降落过程中雷达系统进行风切变探测的设计方法，对风切变探测的进入/退出和风切变告警的显示控制进行了设计，兼顾了雷达的操作性和机组的信息获取能力，保证了机载气象雷达风切变探测系统的合理运行。
技术方案
一种机载气象雷达风切变探测的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)当满足风切变探测条件时，机载气象雷达响应，在任一工作模式下同时进行风切变探测；
b)进入风切变探测后，若是在气象湍流模式以外的工作模式时探测到的风切变，则机载气象雷达自动转入气象湍流模式同时探测风切变；
c)起飞阶段，在起飞限制速度A点到保护高度h1之间，机载气象雷达限制发出风切变告警信息；其中，起飞限制速度A点根据飞机种类机型和雷达设备性能情况确定，保护高度h1为无线电高度，根据机场周边环境高度确定，在起飞限制速度以下和保护高度h1以上，飞行员接收到风切变告警时能及时采取应对措施；
d)降落阶段，在保护高度h1到接地点B点，机载气象雷达限制发出风切变告警信息；接地点B点为飞机降落时综合轮载有效处；
e)气象湍流模式与风切变复合探测过程中，飞机在保护高度h1和最大高度h2范围探测到风切变目标，且满足告警允许条件，则机载气象雷达输出警告或注意告警信息；
f)飞机高度高于最大高度h2，机载气象雷达完全退出风切变探测；
g)飞机在B点接地后，机载气象雷达完全退出风切变探测。
所述风切变探测条件与告警允许条件包括：
惯导系统正常，包括航向有效、偏流角有效、俯仰角有效、横滚角有效；
无线电数据系统正常，包括无线电高度有效；
轮载数据正常，包括起落架状态有效；
显控界面按钮正常，包括气象湍流/地形按钮、辐射开关按钮正常、量程按
钮、空域稳定按钮正常、待机按钮正常、自动/手动按钮正常；
中央管理系统与中央告警系统正常。
当风切变探测条件满足且未探测到风切变时，可通过显控界面的模式切换按钮任意选择气象湍流、地形测绘等工作模式，所有工作模式均复合风切变探测。
所述起飞限制速度A点的范围在50-110节之间。
所述保护高度h1范围在10-30米之间。
所述最大高度h2不低于300米。
有益效果
与现有技术相比，本发明获得的有益效果是：
本发明公开的一种特种飞机的国产机载气象雷达探测风切变的控制设计方法，对特种飞机装备的气象雷达探测风切变的进入退出及告警允许/限制控制方法进行了设计，可以无需飞行员的额外操作即自动响应风切变探测的进入/退出以及告警的允许/限制，减少飞行员的工作量，优化了国产机载气象雷达风切变探测的设计方式，兼顾了风切变探测技术标准和飞机飞行环境的变化，保证了国产机载气象雷达在风切变探测过程中的运行合理。
附图说明
图1是特种飞机起飞爬升阶段的示意图；
图2是飞机降落着地阶段的示意图；
图3是机载气象雷达起飞段进入退出风切变以及允许/限制告警的流程图；
图4是机载气象雷达降落接地段进入/退出风切变以及允许/限制告警的流程图。
1.具体实施方式
下面对本发明做进一步详细说明。本发明通过以下技术方案实现：
风切变探测进入和退出逻辑与告警允许和限制条件包括：
1.惯导系统正常，包括航向有效、偏流角有效、俯仰角有效、横滚角有效；
2.无线电数据系统正常，包括无线电高度有效；
3.轮载数据正常，包括起落架状态有效；
4.显控界面按钮正常，包括气象湍流/地形按钮、辐射开关按钮正常、量程按钮、空域稳定按钮正常、待机按钮正常、自动/手动按钮正常；
5.中央管理系统与中央告警系统正常。
以上5个条件同时得到满足，才能构成进行风切变探测的条件，任一条件不满足，不能准确完成风切变探测的进入及告警。
本发明的一个实施例，针对某型飞机的国产机载气象雷达系统，本发明技术方案的具体工作实施步骤如下：
a)起飞段风切变探测
根据机型和场景，起飞限制速度A点设定为50节，飞机在起飞段从速度50节到无线电高度(AGL)不大于最大高度h2，机载气象雷达工作在任一工作模式时均在天线左扫期间探测风切变，探测期间若无风切变目标，飞行员可切换工作模式、量程、增益等控制按钮。
b)降落段风切变探测
飞机在降落段从无线电高度(AGL)低于大高度h2到B点接地，机载气象雷达工作在任一工作模式时均在天线左扫期间探测风切变，探测期间若无风切变目标，飞行员可切换工作模式、量程、增益等控制按钮。
c)风切变的进入退出
机场周边存在民房建筑，保护高度h1确定为20米，在a)、b)探测过程中，起飞段A点到无线电高度低于保护高度h1，或者降落段无线电高度低于保护高度h1，机载气象雷达探测到风切变目标时不转入气象湍流+风切变复合模式；在h1～h2高度范围，气象雷达探测到风切变目标即自动转入气象湍流+风切变复合模式；飞机高度高于h2或者降落接地，雷达自动退出风切变探测。
d)风切变的告警允许/限制
起飞段A点到无线电高度低于h1，或者降落段无线电高度低于h1，探测到风切变目标时限制发出告警；在h1～h2高度范围，气象雷达探测到风切变目标时，在转入气象湍流+风切变复合模式的同时允许发出注意级、警告级告警。

Claims (5)

1.一种机载气象雷达风切变探测的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)当满足风切变探测条件时，机载气象雷达响应，在任一工作模式下同时进行风切变探测；
b)进入风切变探测后，若是在气象湍流模式以外的工作模式时探测到的风切变，则机载气象雷达自动转入气象湍流模式同时探测风切变；
c)起飞阶段，在起飞限制速度A点到保护高度h1之间，机载气象雷达限制发出风切变告警信息；其中，起飞限制速度A点根据飞机种类机型和雷达设备性能情况确定，保护高度h1为无线电高度，根据机场周边环境高度确定，在起飞限制速度以下和保护高度h1以上，飞行员接收到风切变告警时能及时采取应对措施；
d)降落阶段，在保护高度h1到接地点B点，机载气象雷达限制发出风切变告警信息；接地点B点为飞机降落时综合轮载有效处；
e)气象湍流模式与风切变复合探测过程中，飞机在保护高度h1和最大高度h2范围探测到风切变目标，且满足告警允许条件，则机载气象雷达输出警告或注意告警信息；
f)飞机高度高于最大高度h2，机载气象雷达完全退出风切变探测；
g)飞机在B点接地后，机载气象雷达完全退出风切变探测；
其中，所述风切变探测条件与告警允许条件包括：
惯导系统正常，包括航向有效、偏流角有效、俯仰角有效、横滚角有效；
无线电数据系统正常，包括无线电高度有效；
轮载数据正常，包括起落架状态有效；
显控界面按钮正常，包括气象湍流/地形按钮、辐射开关按钮正常、量程按钮、空域稳定按钮正常、待机按钮正常、自动/手动按钮正常；
中央管理系统与中央告警系统正常。
2.根据权利要求1的一种机载气象雷达风切变探测的设计方法，其特征在于，当风切变探测条件满足且未探测到风切变时，可通过显控界面的模式切换按钮任意选择气象湍流、地形测绘工作模式，所有工作模式均复合风切变探测。
3.根据权利要求1的一种机载气象雷达风切变探测的设计方法，其特征在于，所述起飞限制速度A点的范围在50-110节之间。
4.根据权利要求1的一种机载气象雷达风切变探测的设计方法，其特征在于，所述保护高度h1范围在10-30米之间。
5.根据权利要求1的一种机载气象雷达风切变探测的设计方法，其特征在于，所述最大高度h2不低于300米。
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