机载气象雷达系统.ppt

飞行技术教研室 李智慧2018年03月,第5章 机载气象雷达系统,MAR 2010,A320夏季飞行换季 春秋航空 训练室夏季飞行换季 春秋航空 训练室,Page 3,气象雷达的使用及雷雨绕飞,MAR 2010,A320夏季飞行换季 春秋航空 训练室夏季飞行换季 春秋航空 训练室,Page 4,参考资料,HONEYWELL:RDR-4B RADAR training RDR-4B Pilots Guide RDR-4B AutoTiltAIRBUS OLM FBW 2006:Optimum Use of the Weather RadarAIRBUS A320 FCOM VOL1,VOL3JEPPESEN:COMMERCIAL PILOT MANUAL,MAR 2010,A320夏季飞行换季 春秋航空 训练室夏季飞行换季 春秋航空 训练室,Page 5,目录,1,5,飞行阶段相关雷达操作程序及天气绕飞建议,4,新式气象雷达Autotilt,3,控制的使用及操作建议,2,气象雷达原理,雷雨简单模型及其对飞行的威胁,MAR 2010,Page 6,1.1 雷雨的简单模型,该区域存在严重颠簸和可能的干冰雹,MAR 2010,A320夏季飞行换季 春秋航空 训练室夏季飞行换季 春秋航空 训练室,Page 7,1.2 雷雨的天气现象对飞行的威胁 严重颠簸,MAR 2010,A320夏季飞行换季 春秋航空 训练室夏季飞行换季 春秋航空 训练室,Page 8,1.3雷雨的天气现象对飞行的威胁 闪电(雷击),MAR 2010,Page 9,1.4雷雨的天气现象的威胁 冰雹(结构损坏),MAR 2010,Page 10,1.5雷雨的天气现象的威胁 大雨(可能损坏发动机),由于强烈上升气流的托升，云中的含水量会很高，甚至可能高于云体下方降雨区含水量。当飞机在此区域飞行，若发动机吸水量超过设计标准，发动机可能发生结构损坏。,MAR 2010,Page 11,1.6 FAA的建议,为避免以上所有有害天气现象：避开最强雷达回波区至少20海里，如果其间隙小于40海里，不要穿越。,MAR 2010,Page 12,目录,1,5,飞行阶段相关雷达操作程序及天气绕飞建议,4,新式气象雷达Autotilt,3,控制的使用及操作建议,2,气象雷达原理,雷雨简单模型及其对飞行的威胁,MAR 2010,Page 13,2.1 气象雷达如何工作,气象雷达的工作原理是探测降水反射的电磁回波飞机雷达天线发射特定波长的电磁脉冲（X波段），当电磁脉冲碰到物体后，一部分会被反射回来，接收电路计算收发电磁波的时间差并测量回波的能量，以确定天气的位置与强度。,MAR 2010,Page 14,2.2 气象雷达如何工作,仅探测雷雨的寄生物之一：降雨探测程度取决于水滴的:尺寸、数量、构成,MAR 2010,Page 15,2.3 降水量及其雷达图像颜色编码,根据对实际降水强度的测量和雷达回波强度的测量比对，雷达屏幕图像分别以黑、绿、黄、红等不同颜色来表示。只有增益控制在自动/校准（AUTO/CAL）位时，图像才能正常反映降水强度。,MAR 2010,Page 16,2.4 气象雷达如何工作,雷达波束反射性,MAR 2010,Page 17,目录,1,5,飞行阶段相关雷达操作程序及天气绕飞建议,4,新式气象雷达Autotilt,3,控制的使用及操作建议,2,气象雷达原理,雷雨简单模型及其对飞行的威胁,MAR 2010,Page 18,3.1 气象雷达的控制界面 工作模式,MAR 2010,Page 19,WX/TURB 除提供WX位的气象信息外，在40海里范围内以洋红色额外显示湿的颠簸。增益旋钮只影响天气显示，不影响颠簸显示。,WX 在飞机前方180范围内提供持续更新的气象信息，随着气象降水的增强，雷达显示颜色分别为绿色、黄色、红色。,MAP 地图模式。,气象雷达的控制界面 工作模式,MAR 2010,Page 20,3.1.2 操作建议,MAR 2010,Page 21,3.2 气象雷达的控制界面 天线倾角,MAR 2010,Page 22,3.2.1 气象雷达的控制界面 天线倾角,Tilt/倾角,TILT天线倾角,仰角,如何实现？,MAR 2010,Page 23,TILT/天线倾角由ADIRS1控制，独立于飞机仰角。倾角调节是正确使用气象雷达时最重要的一个因素。倾角调节无一定之规，大多数情况下，是在太多地面回波（角度太小）和太少天气信息（角度太大）之间寻找一个平衡。最佳倾角设置，取决于飞行的阶段（飞机高度）。,3.2.2 气象雷达的控制界面 天线倾角,MAR 2010,Page 24,3.2.3 气象雷达的控制界面天线倾角,倾角与高度,0等温线,MAR 2010,Page 25,3.2.4 气象雷达的控制界面天线倾角,倾角与高度,Freezing level,MAR 2010,Page 26,3.2.5 气象雷达的控制界面天线倾角,对于同一雷雨云体，在不同天线角度下雷达显示屏上的表现,MAR 2010,Page 27,3.2.6 气象雷达的控制界面天线倾角,倾角与距离,Freezing level,飞越现象,MAR 2010,Page 28,3.2.7 气象雷达的控制界面天线倾角,倾角与距离飞越现象,对于同一雷雨云体，在同一倾角下不同距离雷达显示屏上的表现,MAR 2010,Page 29,3.2.8 操作建议,为发现潜在的雷雨，高度上升倾角向下调节为避免地面杂波干扰，高度下降倾角向上调节。对于装备EGPWS的飞机，在张家界、贵阳、兰州等多山机场，可在一侧ND选择“TERR ON ND”帮助辨别地形的影响当飞近雷雨，天线角度向下调节,MAR 2010,Page 30,3.3 气象雷达的控制界面增益调节,MAR 2010,Page 31,3.3.1 气象雷达的控制界面增益调节,AUTO/CAL位：由前面雷达原理可知，只有增益在自动时 才能正确反映降水的强度，也是正常使用位置。人工增益位：仅用于鉴别分析 降低增益：用于鉴别最活跃的部分,减小增益,MAR 2010,Page 32,3.3.2 气象雷达的控制界面增益调节,AUTO/CAL位：由前面雷达原理可知，只有增益在自动时 才能正确反映降水的强度，也是正常使用位置。人工增益位：仅用于鉴别分析 降低增益：用于鉴别最活跃的单体 放大增益：用于在高高度上进行雷雨评估,MAR 2010,Page 33,在空中近距离观察分析天气的同时，注意不时切换ND至远距离的显示，避免进入天气陷阱。,3.4 气象雷达的控制界面ND范围,MAR 2010,Page 34,3.5.1 警惕气象雷达的缺陷雷达阴影,气象雷达的工作原理是探测降水反射的电磁回波。当前方降水足够强时，天线发射的电磁波束能量将不足以穿透前方的降水，会被全部反射，其后方的天气将会被掩盖起来，这种隐藏的区域就被称作雷达阴影。雷达阴影区域可能隐藏着更为强烈的天气系统。,MAR 2010,Page 35,3.5.2 警惕气象雷达的缺陷雷达阴影,雷达阴影区，可能隐藏着强烈天气系统,近距离的降雨消耗了雷达波能量，遮挡了其后面的天气,MAR 2010,Page 36,3.5.3 警惕气象雷达的缺陷雷达阴影的识别,雷雨图像前侧有正常的绿、黄、红色梯度，而背侧显示为红色和黄色，没有绿色。,背侧图像的凹陷形状表明，这是一个重衰减区。,MAR 2010,Page 37,3.5.4 操作建议,MAR 2010,Page 38,3.6 风切变预警与警告,Predictive Windshear:风切变预警系统,MAR 2010,Page 39,该系统是雷达系统的一项子功能，其工作依赖于雷达天线，但独立于气象雷达控制开关。其工作原理为：利用雷达波探测大气中水平运动降水粒子的多普勒效应。故无法探测干风切变。从地面滑行开始（ATC应答机不在STBY）直到2300英尺AGL，当探测到飞机前方5海里以内、1500英尺以下存在风切变时，该系统在ND上显示警告、警戒或咨询信息（取决于飞行阶段与ND范围），并伴随相应的音响警告。注意：该警告乃是飞机前方存在风切变的预警，并非已进入风切变的警告,3.6.1 风切变预警(PWS),MAR 2010,Page 40,3.6.1 风切变预警(PWS),MAR 2010,Page 41,3.6.2 起飞时PWS警告的处置程序（PRO-ABN-80N）,警告：红色W/S AHEAD显示在PFD上，并伴随“WINDSHEAR AHEAD,WINDSHEAR AHEAD”音响警告,处置程序起飞前：推迟起飞，或更改起飞方向起飞滑跑时：中断起飞。注：100节到50尺AGL，该功能被抑制离地后：推力手柄TO/GA SRS指引跟随 若尚未进入切变区，可正常收形态,MAR 2010,A320夏季飞行换季 春秋航空 训练室夏季飞行换季 春秋航空 训练室,Page 42,3.6.3 进近时PWS警告的处置程序（PRO-ABN-80N）,警告：红色W/S AHEAD显示在PFD上，并伴随“GO AROUND,WINDSHEAR AHEAD”音响警告,处置程序推力手柄GO/GA喊话“复飞-襟翼”襟缝翼收一档起落架收上 注：若气象状况明确表明，风切变可能性不大，机组可只做适当警戒,MAR 2010,A320夏季飞行换季 春秋航空 训练室夏季飞行换季 春秋航空 训练室,Page 43,3.6.4 反应性风切变探测（DSC-22_40-40A）,风切变探测是FAC的功能飞行增稳计算机（FAC）在起飞和进近阶段满足下列条件时，提供风切变探测功能：起飞时，离地后3到1300英尺RA着陆时，从1300英尺到50英尺RA至少选择了形态1,MAR 2010,A320夏季飞行换季 春秋航空 训练室夏季飞行换季 春秋航空 训练室,Page 44,当飞机进入风切变区域时，FAC根据ADIRS提供的信息，计算飞机能量，当该值低于某个预设的门槛值时，系统就产生警告。有别于Predictive Windshear功能的警告，该警告在PFD上产生红色“WINDSHEAR”警告信息至少15秒，并伴随三次“WINDSHEAR”音响警告。注：当该警告响起，表明飞机已进入切变区。,3.6.5 反应性风切变探测（DSC-22_40-40A）,MAR 2010,A320夏季飞行换季 春秋航空 训练室夏季飞行换季 春秋航空 训练室,Page 45,起飞时：V1前：只有当指示空速在V1以下，出现明显波动，且飞行员明判还有足够的跑道供飞机停下时，才应中断起飞 V1后：推力手柄TO/GA 在Vr抬轮 SRS指引跟随,3.6.5 风切变警告处置程序（PRO-ABN-80M）,MAR 2010,A320夏季飞行换季 春秋航空 训练室夏季飞行换季 春秋航空 训练室,Page 46,空中时：-推力手柄TO/GA-AP(若已接通)保持-SRS指引跟随 若AP自动脱开，人工跟随FD；若需要带杆到底。-不要改变形态（襟缝翼、起落架），直到脱离切变区。-密切监控飞行轨迹、和速度-脱离切边后柔和操纵飞机恢复正常爬升,3.6.6 风切变警告处置程序（PRO-ABN-80M）,MAR 2010,A320夏季飞行换季 春秋航空 训练室夏季飞行换季 春秋航空 训练室,Page 47,关于进近时触发风切变警告的处置程序要求：低高度遭遇风切变有可能会对飞机状态（下降率、空速等）造成很大影响，如延误处置，有可能使飞机进入更复杂的境地。为提高公司飞行安全裕度，现规定：如飞机触发语音或目视风切变警告，应立即设置TOGA推力、执行复飞。,3.6.6 风切变警告处置程序,MAR 2010,A320夏季飞行换季 春秋航空 训练室夏季飞行换季 春秋航空 训练室,Page 48,目录,1,5,飞行阶段相关雷达操作程序及天气绕飞建议,4,新式气象雷达Autotilt,3,控制的使用及操作建议,2,气象雷达原理,雷雨简单模型及其对飞行的威胁,MAR 2010,A320夏季飞行换季 春秋航空 训练室夏季飞行换季 春秋航空 训练室,Page 49,顾名思义：Autotilt 即自动雷达天线倾角调节，该雷达系统自动调节天线倾角，减轻了飞行员的工作负荷。工作原理：自动调节天线倾角，进行最佳天气探测并且使地面干扰最小化。我公司从B-6562开始往后，MSN编号大于3747的飞机都将装备该雷达系统。,4.1 新式气象雷达Autotilt,4.1 新式气象雷达Autotilt,Select AutoTilt inWX,WX/TURB,or MAP modes,EGPWS provides terrain andaltitude information to the Radar,Captains ND Range SelectionFirst Officers ND Range Selection,The Radar commands the antenna tilt automatically,MAR 2010,A320夏季飞行换季 春秋航空 训练室夏季飞行换季 春秋航空 训练室,Page 51,4.1 新式气象雷达Autotilt,Autotilt Weather Radar(RDR4B),雷达控制计算机根据如下诸元自动调节天线倾角：ND范围 飞机高度地形(EGPWS),EGPWS Processing Sequence:1.Compute Terrain Histogram2.Eliminate Outliers3.Calculate:a.Short Range Tilt(SRT)for each sectorb.Long Range Tilt(LRT)for each sector,-15,-14.75,-14.50,.,.,-2.0,-1.75,-1.50,-1.25,-1.0,-0.75,-0.50,-0.25,0.0,.,+14.00,+14.25,+14.50,+14.75,+15.00,Intercept Angle(SRT example),#Of Occurrences,SRT-Angle where 95%of ground within 80 nm is belowLRT-Angle where 90%of ground within 160 nm is below,4.1 新式气象雷达Autotilt,MAR 2010,A320夏季飞行换季 春秋航空 训练室夏季飞行换季 春秋航空 训练室,Page 53,4.2 控制,MAR 2010,Page 54,目录,1,5,飞行阶段相关雷达操作程序及天气绕飞建议,4,新式气象雷达Autotilt,3,控制的使用及操作建议,2,气象雷达原理,雷雨简单模型及其对飞行的威胁,MAR 2010,Page 55,5.1 雷达操作程序,MAR 2010,Page 56,5.1 雷达操作程序,MAR 2010,Page 57,5.2 天气绕飞建议,如可能，避开红色+洋红区域至少20海里尽可能向上风方向绕飞，若不能超出云顶5000英尺以上，不要试图飞越雷雨。因雷雨也在发展，其云顶上升速率可能超过飞机爬升性能人工增益分析天气后，打回自动位结合ND范围，调节倾角,MAR 2010,Page 58,Weather detection/探测天气,5.1 雷达操作程序,MAR 2010,Page 59,对于装有Autotilt功能的气象雷达的操作建议：起飞前置于Auto位在起飞前、爬升或下降阶段，为了鉴别地面回波或评估天气，可以将其置于Man位，评估完成后放回Auto位。巡航阶段，若Auto位导致过多或过少的地面回波显示，可以选择Man位，下降时再放回Auto位。即便Autotilt功能不一定能带来最佳的使用性能，但还是推荐使用它，因为它可以在飞行关键阶段大大减轻飞行员的工作负荷。,5.1 雷达操作程序,MAR 2010,Page 60,5.3 飞行员是关键因素,在雷达提供的气象信息质量方面，你是关键因素为有效应对恶劣天气：掌握你的雷达系统配合ND显示，积极使用各种雷达控制结合天气报告和预报使用雷达,最关键的，别忘了开雷达！,MAR 2010,Page 61,5.4 愿您飞行安全,谢谢！感谢您的宝贵时间！,