飞机气象雷达系统的作用分析

畅宜

摘 要 随着科学技术的发展，在雷达领域中气象雷达显得尤为重要，一般情况下其主要应用在农业、交通以及气象等领域中，在民航飞机中也有较好的应用效果。气象雷达对大气实施有效的探测，能够探测出天气、风向以及一些对人们出行与工作产生的不利影响，这在较大程度上对民航飞机的正常飞行有较大促进作用。近年来气象雷达系统性能逐渐提升，并且在此基础上探测功能也不断提高，为我国一些领域的发展奠定了良好的基础。

关键词 飞机;气象雷达系统;作用

前言

飞机气象雷达一般情况下在天气预测中有较好的应用效果，是一种大气遥感设备，主要是对中小尺度天气系统实施有效的预测。此外，气象雷达会有一定的探测范围，一般情况下是飞机正前方地形、气象目标的分布情况，并在此基础上对目标距离、雷雨强度等全面探测，同时显示在显示器中，具有较高的探测精度，以此为人们顺利出行与工作奠定良好的基础，对我国农业、交通等领域的发展具有较大促进作用。

1 新型飞机气象雷达

①新型飞机气象雷达探测湍流原理。飞机在飞行的过程中，湍流会对飞行安全性造成不同程度的影响，在此过程中飞机会受到一定的应力，极易破坏飞机结构。新型气象雷达能够对湍流区域实施检测，其中湍流主要是微粒，并且在此基础上速度变化范围相对较大，会使气象雷达接收回波信号的频谱产生较大的改变，随着湍流不断增强，频谱也逐渐变宽。此外，气象雷达的湍流处理电路主要是通过频谱展宽程度实施有效的判断[1]。气象雷达为了得到精确的回波频率偏移，会对回波信号进行采集，在此过程中湍流方式以及脉冲重复频率在此期间有较大的提升。②新型飞机气象雷达探测风切变原理。风切变主要是指风速与风向能够在较短的时间内剧烈变化，并且会发生在较大的范围内，并且在此基础上还伴有暴风雨，在与地面距离较近的区域对飞机起降会产生较大影响。此外，风切变探测使用了多普勒频移原理，若飞机逆风飞行，会产生正多普勒频移，若飞机顺风会产生负多普勒频移，在较短范围内探测到频移，会发生风切变。此外，飞机与风切变之间距离的确定，主要由气象的雷达发射与返回脉冲时间差来完成，因此气象雷达需要增加脉冲发生，对风切变数据进行收集与分析。

2 气象雷达系统故障问题

①假故障问题。在对气象雷达系统进行维护的过程中，在一些情况下会出现ECAM中有气象雷达实效信息与警告，在此情况下并系统出现了故障，需要进行针对性检查与分析。比如，在ECAM中有W/S字样，并且WXR字样出现在失效系统栏中，主要是因气象雷达在工作的过程中需要IRS姿态信息提供天线位置与计算扫略平面信息，所以如果IRS为启动，气象雷达系统不会进行正常工作，因此在ECAM会出现失效信息[2]。②无法听到警告情况。在气象雷达系统检测试的过程中，未听到WINDSHEAR警告。气象雷达系统在发出警告的过程中，便是探测到了前方风切变，但是在对风切变探测的过程中，会对外部产生不同程度的辐射，并且在一些条件下自动启动。因此，飞行员在着地后需要将PWS开关移动到OFF位置。在进行测试的谷草中，若PWS开关位置不正确，飞行员便听不到警告声音。

3 气象雷达故障分析

（1）前期测试工作。一些飞行员在空中很难接收到气象雷达图像，即便收到图像较为模糊。这就需要对气象雷达系统进行测试，测试结果正常，又进行地面操作测试，无法扫略气象云图。雷达主要是通过电磁波发射特性完成工作，若电磁波波长较短的情况下，直线传播性越好，并且具有较强的反射性[3]。所以，气象雷达主要使用无线电波。气象雷达中的天线可发射不连续的无线电波，每次发射时间较短，发射后遇到障碍物的情况下在较短时间内返回，并在此基础上被无线接收。

（2）测试分析。在原理与工作结果的基础上，排除了系统部件的故障，极易可能是信号传输问题，在此过程中有两种可能，一种是接收信号问题，一种是显示信号问题。主要是因在进行系统测试期间，会有模拟云图，能够有效显示出云图，因此系统运行正常，表明故障部位不在该位置。

（3）结果。矩形波导是中空的长方形管路，其中内部电长与磁场均是一种闭环，在此过程中闭环均是以二分之一的传输波长为单位，也就是以二分之一传输波长为单位的传输。所以，对外形与尺寸有较高的要求，并且在此基础上对其中产生的误差有较高的要求，一般情况下误差不能大于0.001mm，在此期间应当采取有效措施确保波節的完好，如果波节出现破损，极易致使波导中的驻波比异常，这在较大程度上会使信噪比有不同程度的降低[4]。若符合该故障情况，在飞机中进行检查，发现波节完好无损，这就考虑到内部是否出现传输性质的变化，因此波导内部极有可能进水，主要是因水能够导电，会对波导中的电流流向产生一定的影响致使信噪比有不同程度的降低。此外，通过查阅维修记录发现，故障前更换了气象雷达天线，锁定了波导管存在的问题，这就需要对波导管进行有效的吹洗工作。在对波导管进行清洗的过程中，清洗部位主要是在天线与波导开关之间位置，主要声音受引力影响水向地处流动，因此在吹洗的过程中，应当由天线接口向波导开关接口吹，在吹洗的过程中在接口处会出现水流出，确定故障，吹洗之后再对其进行有效的测试，以此对故障进行排除。

4 结束语

综上所述，随着技术的不断发展，气象雷达能够有效提升飞机飞行期间的安全性，并且在此基础上还可提高飞机飞行稳定性，有效应对飞机起飞与飞行期间突变的天气，确保飞行员对前方的危险因素提前了解，从而使飞机飞行期间的安全隐患降至最低。此外，气象雷达在起飞与着陆期间开启风切变探测功能，如果出现风切变情况，飞行员会在第一时间接收到预警信号，能够全面提升飞行员航行过程中的安全性。

参考文献

[1] 陈军强.民航飞机气象雷达显示故障及排除方法探讨[J].科学与信息化，2018，（17）：32.

[2] 刘尧，张大为，孙琳琳，等.试论多普勒天气雷达资料在人工增雨中的应用[J].农村经济与科技，2019，（18）：74-75.

[3] 康晨熹.A320系列飞机气象雷达系统介绍及换季检查[J].江苏航空，2013，（3）：47-51.

[4] 王娟，樊智勇，蔡成仁，等.机载气象雷达维护模拟系统的设计[J].计算机测量与控制，2009，（8）：1632-1634.