KR20210130316A - Predicting method of low-level wind shear on take-off flight path - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method for predicting low-altitude wind shear in an aircraft take-off path, which can overcome the limitation of not observing wind shear occurring on a low-altitude air route via a low-altitude wind shear warning system. In particular, predicted wind data is extracted from prediction data of a high-resolution numerical model in units of altitude of 100 ft along a take-off route of an airport, and the predicted wind data is used to calculate the low-altitude wind shear and quickly issue a warning. Thus, when an aircraft (100) taking off from a low altitude of 2000 ft or less encounters a strong wind shear due to a low speed thereof, a phenomenon of losing lift and falling can be thoroughly reduced. The method of the present invention includes a step (S10) of extracting predicted wind data in units of altitude of 100 ft, and a step (S20) of calculating low-altitude wind shear using the predicted wind data.

Description

항공기 이륙경로에서 저고도 윈드시어 예측방법{PREDICTING METHOD OF LOW-LEVEL WIND SHEAR ON TAKE-OFF FLIGHT PATH}Method of predicting low-altitude wind shear on an aircraft take-off path {PREDICTING METHOD OF LOW-LEVEL WIND SHEAR ON TAKE-OFF FLIGHT PATH}

본 발명은 항공기 이륙경로에서 저고도 윈드시어 예측방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저고도 윈드시어 경보시스템으로 저고도 항공경로에 발생하는 윈드시어를 관측하지 못하는 한계를 극복할 수 있고, 특히 고해상도 수치모델의 예측자료에서 공항 이륙경로를 따라 고도 100ft 단위로 예측 바람자료를 추출하고 이러한 예측 바람자료를 사용해서 저고도 윈드시어를 계산하여 신속하게 경보를 내릴 수 있도록 함으로써 2000ft 이하 낮은 고도에서 이륙하는 항공기가 속도가 낮아 강한 윈드시어를 만날 경우 양력을 잃고 추락하는 현상을 철저하게 줄일 수 있는 항공기 이륙경로에서 저고도 윈드시어 예측방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for predicting low-altitude wind shear in an aircraft take-off route, and more particularly, a low-altitude wind shear warning system that can overcome the limitation of not observing wind shear occurring on a low-altitude air route, and in particular, a high-resolution numerical model. By extracting predicted wind data in units of altitude of 100 ft along the airport take-off path from the forecast data, and using these predicted wind data to calculate low-altitude wind shear and quickly issue an alert, an aircraft taking off at an altitude of 2000 ft or less can reduce its speed. It relates to a method for predicting low-altitude wind shear in the take-off path of an aircraft that can thoroughly reduce the phenomenon of losing lift and falling in case of encountering a low and strong wind shear.

일반적으로 윈드시어(wind shear)는 갑작스럽게 바람의 방향 또는 세기가 바뀌는 현상을 말하며, 2000ft 이하 고도에서 발생하는 윈드시어를 저고도 윈드시어라 부른다.In general, wind shear refers to a phenomenon in which the direction or strength of the wind suddenly changes, and wind shear occurring at an altitude of less than 2000 ft is called low-altitude wind shear.

2000ft 이하 고도에서 이륙하는 항공기는 속도가 낮아 강한 윈드시어를 만나면 양력을 잃고 추락할 가능성이 높다.Aircraft taking off at altitudes below 2000 feet have a low speed and are more likely to lose lift and crash when encountering strong wind shear.

이에 따라, 활주로 또는 항공경로 상에서 윈드시어가 예측 또는 관측될 경우 공항에 윈드시어 경보가 내려질 수 있도록 하고 있다. Accordingly, when wind shear is predicted or observed on a runway or air route, a wind shear warning can be issued to the airport.

예를 들어, 국내 몇몇 공항에는 저고도 윈드시어를 탐지하기 위해 공항 도플러 기상레이더(Terminal Doppler Weather Radar; TDWR)와 저고도 윈드시어 경보시스템(Low Level Wind Shear Alert System; LLWAS)이 설치되어 있으며 윈드시어 정보를 실시간으로 제공하고 있다.For example, in some airports in Korea, Terminal Doppler Weather Radar (TDWR) and Low Level Wind Shear Alert System (LLWAS) are installed to detect low-altitude wind shear and wind shear information. is provided in real time.

하지만, LLWAS는 인천, 제주, 양양 국제공항에만 설치되어있고 탐지범위가 활주로에 국한되어있다. 그리고 TDWR은 인천국제공항에만 설치되어 있다. 따라서 국내 대부분 공항에는 윈드시어 탐지장치가 전무하거나 탐지 범위가 제한적인 상황이며, 이에 따라 저고도 항공경로에서 윈드시어를 예측할 수 있는 시스템 개발이 요구되고 있는 실정이다. However, LLWAS is only installed at Incheon, Jeju and Yangyang International Airports, and the detection range is limited to runways. And TDWR is installed only at Incheon International Airport. Therefore, most airports in Korea either do not have wind shear detection devices or have a limited detection range. Accordingly, there is a need to develop a system capable of predicting wind shear in low-altitude air routes.

대한민국 등록특허공보 제1823992호 - 항공 안전 지원 방법 및 서버Republic of Korea Patent Publication No. 1823992 - Aviation safety support method and server

본 발명의 목적은 고해상도 수치모델의 예측자료에서 항공기 이륙경로를 따라 고도 100ft 단위로 예측 바람자료를 추출하고 이러한 예측 바람자료를 사용해서 저고도 윈드시어를 계산하여 신속하게 경보를 내릴 수 있는 항공기 이륙경로에서 저고도 윈드시어 예측방법을 제공함에 있다.It is an object of the present invention to extract predicted wind data in units of altitude of 100 ft along the take-off path of an aircraft from the prediction data of a high-resolution numerical model, and calculate low-altitude wind shear using these predicted wind data to quickly issue an alert. to provide a low-altitude wind shear prediction method.

본 발명의 목적은 2000ft 이하 고도에서 이륙하는 항공기의 속도가 낮아 강한 윈드시어를 만날 경우 양력을 잃고 추락하는 현상을 철저하게 줄일 수 있는 항공기 이륙경로에서 저고도 윈드시어 예측방법을 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a method for predicting low-altitude wind shear in an aircraft take-off path that can thoroughly reduce the phenomenon of losing lift and falling when encountering a strong wind shear due to a low speed of an aircraft taking off at an altitude of 2000 ft or less.

본 발명의 목적은 저고도 윈드시어 경보시스템으로 저고도 항공경로에 발생하는 윈드시어를 관측하지 못하는 한계를 극복할 수 있고, 특히 고해상도 수치모델의 예측자료에서 공항 이륙경로를 따라 고도 100ft 단위로 예측 바람자료를 추출하고 이러한 예측 바람자료를 사용해서 저고도 윈드시어를 계산하여 신속하게 경보를 내릴 수 있도록 함으로써 2000ft 이하 낮은 고도에서 이륙하는 항공기가 속도가 낮아 강한 윈드시어를 만날 경우 양력을 잃고 추락하는 현상을 철저하게 줄일 수 있는 항공기 이륙경로에서 저고도 윈드시어 예측방법을 제공함에 있다.It is an object of the present invention to overcome the limitation of not observing wind shear occurring on low-altitude air routes with a low-altitude wind shear warning system, and in particular, predict wind data in units of altitude of 100 ft along the airport take-off route in the prediction data of a high-resolution numerical model. By extracting and using these predicted wind data, the low-altitude wind shear is calculated and a warning can be issued quickly. It is to provide a low-altitude wind shear prediction method in an aircraft take-off path that can be significantly reduced.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving the above object,

고해상도 수치모델의 예측자료에서 제주국제공항 이륙경로를 따라 고도 100ft 단위로 예측 바람자료를 추출하는 단계(S10)와, 상기 예측 바람자료를 사용해서 저고도 윈드시어를 계산하는 단계(S20)을 포함하는 항공기 이륙경로에서 저고도 윈드시어 예측방법에 있어서,Extracting predicted wind data in units of altitude of 100 ft along the take-off route of Jeju International Airport from the prediction data of the high-resolution numerical model (S10), and calculating low-altitude wind shear using the predicted wind data (S20). In the low-altitude wind shear prediction method in the take-off path of an aircraft,

상기 S10 단계는 고해상도 수치모델에서 활주로말단과 근접한 격자점을 찾는 단계와, 활주로말단과 근접한 격자점을 기준으로 활주로 방위각을 따라 예측 바람자료 추출하는 단계와, 추출된 예측 바람자료를 상승구배를 따라 내삽해서 이륙경로의 바람을 추출하는 단계를 포함하는 것을 그 기술적 방법 상의 기본 특징으로 한다.The step S10 includes the steps of finding a grid point close to the runway end in the high-resolution numerical model, extracting the predicted wind data along the runway azimuth based on the grid point close to the runway end, and applying the extracted predicted wind data along an upward gradient. It is a basic feature of the technical method that it includes the step of extracting the wind of the take-off path by interpolation.

본 발명은 고해상도 수치모델의 예측자료에서 항공기 이륙경로를 따라 고도 100ft 단위로 예측 바람자료를 추출하고 이러한 예측 바람자료를 사용해서 저고도 윈드시어를 계산하여 신속하게 경보를 내릴 수 있는 효과가 있다.The present invention has the effect of extracting predicted wind data in units of altitude of 100 ft along the take-off path of an aircraft from the prediction data of a high-resolution numerical model, and calculating the low-altitude wind shear using these predicted wind data, thereby quickly issuing an alert.

본 발명은 2000ft 이하 고도에서 이륙하는 항공기의 속도가 낮아 강한 윈드시어를 만날 경우 양력을 잃고 추락하는 현상을 철저하게 줄일 수 있는 효과가 있다.The present invention has the effect of thoroughly reducing the phenomenon of losing lift and falling when encountering a strong wind shear due to the low speed of an aircraft taking off at an altitude of 2000 ft or less.

본 발명은 저고도 윈드시어 경보시스템으로 저고도 항공경로에 발생하는 윈드시어를 관측하지 못하는 한계를 극복할 수 있고, 특히 고해상도 수치모델의 예측자료에서 공항 이륙경로를 따라 고도 100ft 단위로 예측 바람자료를 추출하고 이러한 예측 바람자료를 사용해서 저고도 윈드시어를 계산하여 신속하게 경보를 내릴 수 있도록 함으로써 2000ft 이하 낮은 고도에서 이륙하는 항공기가 속도가 낮아 강한 윈드시어를 만날 경우 양력을 잃고 추락하는 현상을 철저하게 줄일 수 있는 효과가 있다.The present invention is a low-altitude wind shear warning system that can overcome the limitation of not observing wind shear occurring on low-altitude air routes. In particular, predictive wind data is extracted in units of altitude of 100 ft along the airport take-off route from the prediction data of a high-resolution numerical model. And by using these forecasted wind data to calculate low-altitude wind shear and issue a warning quickly, aircraft taking off at low altitudes of less than 2000 feet will lose lift and fall if they encounter a strong wind shear due to its low speed. can have an effect.

도 1은 본 발명에 따른 항공기 이륙경로에서 저고도 윈드시어 예측방법을 설명하기 위한 저고도 윈드시어 예측 개략도.
도 2는 제주국제공항 활주로 및 상승구배 정보를 나타내는 표.
도 3은 Fifth Air Navigation Conference(Montreal, 1967)에서 제안한 윈드시어 등급표.
도 4는 이륙경로 저고도 윈드시어 예측과 관측자료 비교 (07D 이륙방향) 그래프.
도 5는 미국연방항공청(Federal Aviation Administration; FAA)에서 제안하는 항공기 운항기준인 TERPS(Terminal Instrument Procedures)에 명시된 항공기 이륙절차를 나타내는 모식도.
도 6은 미국연방항공청에서 제안하는 항공기 운항기준인 TERPS에 명시된 최소 상승구배 요구량을 나타내는 표.1 is a schematic diagram of low-altitude wind shear prediction for explaining a low-altitude wind shear prediction method in an aircraft take-off path according to the present invention;
Figure 2 is a table showing information on the runway and ascending slope of Jeju International Airport.
3 is a wind shear rating table proposed by the Fifth Air Navigation Conference (Montreal, 1967).
4 is a graph of the take-off route low-altitude wind shear prediction and comparison of observation data (07D take-off direction).
5 is a schematic diagram showing an aircraft take-off procedure specified in TERPS (Terminal Instrument Procedures), which is an aircraft operation standard proposed by the Federal Aviation Administration (FAA).
6 is a table showing the minimum climb gradient requirements specified in TERPS, an aircraft operation standard proposed by the United States Federal Aviation Administration.

본 발명에 따른 항공기 이륙경로에서 저고도 윈드시어 예측방법의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명하기로 하고, 그 실시예로는 다수 개가 존재할 수 있으며, 이러한 실시예를 통하여 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 더욱 잘 이해할 수 있게 된다.A preferred embodiment of a method for predicting low-altitude wind shear in an aircraft take-off path according to the present invention will be described with reference to the drawings. The benefits will be better understood.

도 1은 본 발명에 따른 항공기 이륙경로에서 저고도 윈드시어 예측방법을 설명하기 위한 저고도 윈드시어 예측 개략도이다.1 is a schematic diagram of low-altitude wind shear prediction for explaining a low-altitude wind shear prediction method in an aircraft take-off path according to the present invention.

본 발명에 따른 항공기 이륙경로에서 저고도 윈드시어 예측방법은 저고도 윈드시어 관측장비가 없는 제주국제공항을 예시로 설명할 수 있다..The low-altitude wind shear prediction method in the take-off path of an aircraft according to the present invention can be described as an example of Jeju International Airport without low-altitude wind shear observation equipment.

제주국제공항 이륙경로에서 저고도 윈드시어 예측방법은 크게 두 단계로 나눌 수 있다.The low-altitude wind shear prediction method on the take-off route of Jeju International Airport can be divided into two stages.

첫 번째 단계(S10)는 고해상도 수치모델의 예측자료에서 제주국제공항 이륙경로를 따라 고도 100ft 단위로 예측 바람자료를 추출하는 것이다.The first step (S10) is to extract predicted wind data in units of altitude of 100 ft along the take-off path of Jeju International Airport from the prediction data of the high-resolution numerical model.

두 번째 단계(S20)는 추출된 예측 바람자료를 사용해서 저고도 윈드시어를 계산하는 것이다.The second step (S20) is to calculate the low-altitude wind shear using the extracted predicted wind data.

제주국제공항에서 이륙하는 항공기(100)의 이동경로를 저고도 윈드시어 예측에 적용하기 위해 제주국제공항 활주로(200) 정보와 상승구배 요구량(Climb Gradient Requirements)을 사용했다.In order to apply the movement path of the aircraft 100 taking off from Jeju International Airport to the low-altitude wind shear prediction, information on the Jeju International Airport runway 200 and the Climb Gradient Requirements were used.

상승구배 요구량은 항공기(100)의 안전한 이륙을 위해 요구되는 상승비율(수직이동거리/수평이동거리)이다.The required climb gradient is the climb ratio (vertical travel distance/horizontal travel distance) required for safe take-off of the aircraft 100 .

도 5는 미국연방항공청(Federal Aviation Administration; FAA)에서 제안하는 항공기(100) 운항기준인 TERPS(Terminal Instrument Procedures)에 명시된 항공기(100) 이륙절차를 나타내는 모식도이고, 도 6은 미국연방항공청에서 제안하는 항공기(100) 운항기준인 TERPS에 명시된 최소 상승구배 요구량을 나타내는 표이며, 미국연방항공청에서 제안하는 항공기(100) 운항기준인 TERPS에는 이륙하는 항공기(100)의 표준상승구배 요구량은 도 5와 도 6에 명시된 바와 같다.5 is a schematic diagram showing the take-off procedure of the aircraft 100 specified in TERPS (Terminal Instrument Procedures), which is the operation standard of the aircraft 100 proposed by the Federal Aviation Administration (FAA), and FIG. 6 is proposed by the United States Federal Aviation Administration. This is a table showing the minimum climb gradient requirement specified in TERPS, which is the operating standard for aircraft 100 for As indicated in FIG. 6 .

하지만, 일반적으로 기상요인, 장애물위치, 소음감소 등의 이유로 TERPS에 명시된 표준상승구배 요구량보다 높은 상승구배가 요구된다.However, in general, for reasons such as weather factors, obstacle location, noise reduction, etc., a higher gradient than the standard climb gradient requirement specified in TERPS is required.

공항에서 이륙하는 항공기(100)는 활주로말단 고도 35ft(약 10.7m)에서 이륙상승속도(take-off safety speed;

Figure pat00001
)에 도달해야 한다. 활주로(200)를 벗어난 항공기(100)는 기상요인, 장애물위치, 소음감소 등의 이유로 변동적인 상승구배가 요구되며, 제주국제공항에서는 대략 9∼12％(약 5.2∼6.8°)의 상승구배가 요구된다.The aircraft 100 taking off from the airport has a take-off safety speed;
Figure pat00001
) should be reached. The aircraft 100 that has departed from the runway 200 requires a variable climb gradient due to weather factors, obstacle positions, noise reduction, etc., and at Jeju International Airport, an upward gradient of approximately 9 to 12% (about 5.2 to 6.8°) is required. is required

제주국제공항은 주 활주로(07/25)와 보조 활주로(13/31)의 두 개의 활주로(200)가 있으며, 이륙하는 항공기(100)는 특별한 경우를 제외하면 주 활주로를 사용한다.Jeju International Airport has two runways 200, a main runway (07/25) and an auxiliary runway (13/31), and the aircraft 100 taking off uses the main runway, except in special cases.

따라서, 저고도 윈드시어 예측은 주 활주로 이륙경로에서 이뤄졌으며, 이륙방향에 따라 07D와 25D로 나눠서 예측한다(여기서 D는 이륙을 의미한다).Therefore, the low-altitude wind shear prediction was made on the main runway take-off path, and the prediction was divided into 07D and 25D according to the take-off direction (here, D means take-off).

도 2는 제주국제공항 활주로 및 상승구배 정보를 나타내는 표이다.2 is a table showing information on the runway and climb gradient of Jeju International Airport.

제주국제공항 이륙경로 설정에 필요한 07/25 활주로(200) 방위각, 활주로말단 위경도 및 고도, 상승구배 정보는 도 2에 표현하였다.The information on the azimuth angle of the runway 200 on 07/25 required to set the take-off route at Jeju International Airport, latitude and longitude and altitude at the end of the runway, and ascent slope information are shown in FIG. 2 .

상기 S10 단계의 고해상도 수치모델에서 예측된 이륙경로 바람자료 추출은 다음 세 단계로 이루어진다.The extraction of the wind data of the take-off path predicted in the high-resolution numerical model of the step S10 consists of the following three steps.

첫 번째 단계는 고해상도 수치모델에서 활주로말단과 근접한 격자점을 찾는 것이다. 두 번째 단계는 활주로말단과 근접한 격자점을 기준으로 활주로(200) 방위각을 따라 예측 바람자료 추출하는 것이다. 세 번째 단계는 추출된 예측 바람자료를 상승구배를 따라 내삽해서 이륙경로의 바람을 추출하는 과정이다.The first step is to find grid points close to the runway end in a high-resolution numerical model. The second step is to extract predicted wind data along the azimuth of the runway 200 based on the grid points close to the end of the runway. The third step is the process of extracting the wind of the take-off path by interpolating the extracted predicted wind data along the upward gradient.

S20 단계에서 윈드시어 계산은 "Manual on Low-Level Wind Shear(ICAO, 2005)"에서 명시한 고도 100ft 당 바람 크기 변화를 사용하며 아래 식 1을 따른다.Wind shear calculation in step S20 uses the change in wind size per 100 ft of altitude specified in "Manual on Low-Level Wind Shear (ICAO, 2005)" and follows Equation 1 below.

Figure pat00002
(식 1)
Figure pat00002
(Equation 1)

여기서

Figure pat00003
와
Figure pat00004
는 각각 서풍과 남풍을 뜻하며
Figure pat00005
는 고도를 나타낸다. 아래첨자
Figure pat00006
와
Figure pat00007
는 고도가 다른 두 지점을 뜻하고, 속도 성분의 단위는 knot를, 길이 성분의 단위는 feet를 사용했다.here
Figure pat00003
Wow
Figure pat00004
stands for the west and south winds, respectively.
Figure pat00005
represents the altitude. subscript
Figure pat00006
Wow
Figure pat00007
denotes two points with different elevations, the unit of the velocity component is knots, and the unit of the length component is feet.

그리고 S20 단계에서 저고도 윈드시어 계산은 제주국제공항 이륙경로를 따라 고도 100ft 단위로 내삽해서 추출된 예측 바람자료를 윈드시어 계산에 사용하기 때문에 식 1은 다음 식 2와 같이 간소화될 수 있다.And, the low-altitude wind shear calculation in step S20 uses the predicted wind data extracted by interpolation in units of altitude of 100 ft along the take-off path of Jeju International Airport to calculate the wind shear, so Equation 1 can be simplified as Equation 2 below.

Figure pat00008
(식 2)
Figure pat00008
(Equation 2)

나아가, S20 단계에서 계산된 저고도 윈드시어는 Fifth Air Navigation Conference (Montreal, 1967)에서 제안한 윈드시어 등급표와 비교해서 윈드시어 경보 등급을 정한다.Furthermore, the low-altitude wind shear calculated in step S20 is compared with the wind shear rating table proposed by the Fifth Air Navigation Conference (Montreal, 1967) to determine the wind shear warning grade.

도 3은 Fifth Air Navigation Conference(Montreal, 1967)에서 제안한 윈드시어 등급표이고, 도 4는 이륙경로 저고도 윈드시어 예측과 관측자료 비교 (07D 이륙방향) 그래프이며, 제주국제공항 이륙경로에 중간세기(moderate) 등급 이상의 윈드시어가 예측되면 윈드시어 경보를 발생하고, 경보에 포함 가능한 정보는 도 4에 도시된 바와 같이 윈드시어 발생이 예측되는 이륙방향, 발생고도, 윈드시어 등급 및 크기로 나타낼 수 있는 것이다.3 is a wind shear rating table proposed by the Fifth Air Navigation Conference (Montreal, 1967), and FIG. 4 is a graph comparing the take-off route low-altitude wind shear prediction and observation data (07D take-off direction), and the intermediate intensity ( Moderate) grade or higher wind shear is predicted, a wind shear warning is generated, and the information that can be included in the warning can be expressed as take-off direction, occurrence altitude, wind shear grade and size at which wind shear is predicted, as shown in FIG. will be.

이와 같이, 본 발명에 따른 항공기 이륙경로에서 저고도 윈드시어 예측방법은 저고도 윈드시어 경보시스템으로 저고도 항공경로에 발생하는 윈드시어를 관측하지 못하는 한계를 극복할 수 있고, 특히 고해상도 수치모델의 예측자료에서 공항 이륙경로를 따라 고도 100ft 단위로 예측 바람자료를 추출하고 이러한 예측 바람자료를 사용해서 저고도 윈드시어를 계산하여 신속하게 경보를 내릴 수 있도록 함으로써 2000ft 이하 낮은 고도에서 이륙하는 항공기(100)가 속도가 낮아 강한 윈드시어를 만날 경우 양력을 잃고 추락하는 현상을 철저하게 줄일 수 있게 된다.As such, the low-altitude wind shear prediction method on the take-off path of an aircraft according to the present invention can overcome the limitation of not observing wind shear occurring on the low-altitude air path with the low-altitude wind shear warning system, and in particular, in the prediction data of the high-resolution numerical model By extracting predicted wind data in units of altitude of 100 ft along the airport take-off path and using these predicted wind data to calculate low-altitude wind shear and promptly issue an alert, the aircraft 100 taking off at an altitude of 2000 ft or less decreases its speed. In case of encountering a low and strong wind shear, it is possible to completely reduce the phenomenon of losing lift and falling.

본 발명은 국제공항 이륙경로에서 윈드시어를 예측하여 항공기의 안전한 이륙을 유도하는 산업분야에 이용 가능하다.The present invention can be used in the industrial field of predicting wind shear in an international airport take-off path to induce a safe take-off of an aircraft.

100 : 항공기
200 : 활주로100: aircraft
200: runway

Claims (4)

고해상도 수치모델의 예측자료에서 제주국제공항 이륙경로를 따라 고도 100ft 단위로 예측 바람자료를 추출하는 단계(S10)와, 상기 예측 바람자료를 사용해서 저고도 윈드시어를 계산하는 단계(S20)을 포함하는 항공기 이륙경로에서 저고도 윈드시어 예측방법에 있어서,
상기 S10 단계는 고해상도 수치모델에서 활주로말단과 근접한 격자점을 찾는 단계와, 활주로말단과 근접한 격자점을 기준으로 활주로 방위각을 따라 예측 바람자료 추출하는 단계와, 추출된 예측 바람자료를 상승구배를 따라 내삽해서 이륙경로의 바람을 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기 이륙경로에서 저고도 윈드시어 예측방법.Extracting predicted wind data in units of altitude of 100 ft along the take-off route of Jeju International Airport from the prediction data of the high-resolution numerical model (S10), and calculating low-altitude wind shear using the predicted wind data (S20). In the low-altitude wind shear prediction method in the take-off path of an aircraft,
The step S10 includes the steps of finding a grid point close to the runway end in the high-resolution numerical model, extracting the predicted wind data along the runway azimuth based on the grid point close to the runway end, and applying the extracted predicted wind data along the upward gradient. A method for predicting low-altitude wind shear in an aircraft take-off path, comprising the step of interpolating and extracting the wind of the take-off path. 제1항에 있어서,
상기 S20 단계에서 저고도 윈드시어 계산은 "Manual on Low-Level Wind Shear(ICAO, 2005)"에서 명시한 고도 100ft 당 바람 크기 변화를 사용하며 아래 식 1을 따르는 것을 특징으로 하는 항공기 이륙경로에서 저고도 윈드시어 예측방법.
Figure pat00009
(식 1)
여기서,
Figure pat00010
와
Figure pat00011
는 각각 서풍과 남풍을 뜻하며
Figure pat00012
는 고도를 나타내고, 아래첨자
Figure pat00013
와
Figure pat00014
는 고도가 다른 두 지점을 뜻하고, 속도 성분의 단위는 knot를, 길이 성분의 단위는 feet를 사용한 것이다.According to claim 1,
The low-altitude wind shear calculation in step S20 uses the change in wind size per 100 ft of altitude specified in "Manual on Low-Level Wind Shear (ICAO, 2005)" and follows Equation 1 below. Prediction method.
Figure pat00009
(Equation 1)
here,
Figure pat00010
Wow
Figure pat00011
stands for the west and south winds, respectively.
Figure pat00012
represents the altitude, and the subscript
Figure pat00013
Wow
Figure pat00014
denotes two points with different elevations, the unit of the velocity component is knots, and the unit of the length component is feet. 제2항에 있어서,
상기 S20 단계에서 저고도 윈드시어 계산은 제주국제공항 이륙경로를 따라 고도 100ft 단위로 내삽해서 추출된 예측 바람자료를 윈드시어 계산에 사용하므로 상기 식 1은 다음 식 2와 같이 간소화되는 것을 특징으로 하는 항공기 이륙경로에서 저고도 윈드시어 예측방법.
Figure pat00015
(식 2)3. The method of claim 2,
The low-altitude wind shear calculation in step S20 uses the predicted wind data extracted by interpolation in units of altitude of 100 ft along the take-off path of Jeju International Airport for wind shear calculation, so Equation 1 is simplified as follows Equation 2 Aircraft, characterized in that A method for predicting low-altitude wind shear on the take-off route.
Figure pat00015
(Equation 2) 제3항에 있어서,
상기 S20 단계에서 계산된 저층 윈드시어는 Fifth Air Navigation Conference(Montreal, 1967)에서 제안한 아래의 윈드시어 등급표와 비교해서 윈드시어 경보 등급을 정하는 것을 특징으로 하는 항공기 이륙경로에서 저고도 윈드시어 예측방법.
Figure pat00016

4. The method of claim 3,
The low-altitude wind shear prediction method in the aircraft take-off path, characterized in that the low-level wind shear calculated in step S20 is compared with the following wind shear grade table proposed by the Fifth Air Navigation Conference (Montreal, 1967) to determine the wind shear warning grade.
Figure pat00016
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115755220A (en) * 2022-10-21 2023-03-07 中国民用航空飞行学院 Airport gust forecasting and correcting method based on combination of numerical simulation and deep learning

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5351045A (en) * 1991-06-19 1994-09-27 University Corporation For Atmospheric Research Low-level wind-shear alert system
US6237405B1 (en) * 1996-03-08 2001-05-29 Alliedsignal Inc. Apparatus and method for predicting clear air turbulence
KR101823992B1 (en) 2017-06-08 2018-02-01 (주)한국해양기상기술 Method and server for supporting aviation safety

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5351045A (en) * 1991-06-19 1994-09-27 University Corporation For Atmospheric Research Low-level wind-shear alert system
US6237405B1 (en) * 1996-03-08 2001-05-29 Alliedsignal Inc. Apparatus and method for predicting clear air turbulence
KR101823992B1 (en) 2017-06-08 2018-02-01 (주)한국해양기상기술 Method and server for supporting aviation safety

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Kai-Kwong Hon. Predictiong Low-Level Wind Shear Using 200-m-Resolution NWP at the Hong Kong International Airport. Journal of Applied Meteorology and Climatology : 2020년 2월, 제59권 페이지 193 내지 206 *
Manual on Low-level Wind Shear, International Civil Aviation Organization : 2005년 12월 31일. *
한서대학교_산학협력단 외1, 무인비행체 등을 위한 고도 150m 이하 초저고도 바람예측 모델링 기법 연구 최종보고서 : 2020년 1월 21일. 1부.* *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115755220A (en) * 2022-10-21 2023-03-07 中国民用航空飞行学院 Airport gust forecasting and correcting method based on combination of numerical simulation and deep learning
CN115755220B (en) * 2022-10-21 2023-07-25 中国民用航空飞行学院 Airport gust forecasting and correcting method based on combination of numerical simulation and deep learning

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