【航空百科】气象雷达的组成及工作方式

cslxtom 2015-12-24

展开全文

我们都喜欢隔着飞机小小的窗户一窥云上精彩的风景，但有时也会突发奇想，万一飞机飞着飞着突然被闪电劈中，或者说飞机飞着飞着被万恶的台风卷的支离破碎...就像前些日子长江的客船游的好好地就被突来的龙卷风掀翻了。那么会不会飞机也可能遇到这种灾难片式的情景呢？赶脚好恐怖。

其实，飞机遇到些小风小雨是不怕不怕的，但如果真遇到了雷雨，冰雹，台风什么的，我们是可以探测到并且提前避免进入这些区域的。这就要归功于飞机的机载气象雷达(WXR)，它可以被称为“飞机的眼睛”。

气象雷达就藏在飞机最前端的雷达罩内：

打开后就是这个样子的：

一、机载气象雷达的用途

机载气象雷达的用处：
　　机载气象雷达系统(WXR)用于飞机在飞行中对前方航路上的危险气象区域进行实时地探测，选择安全的航路，保障飞行的舒适和安全。

机载气象雷达对目标的探测：
　　机载气象雷达系统可以探测飞机前方的降水、湍流情况，也可以探测飞机前下方的地形情况。在显示器上用不同的颜色来表示降水的密度和地形情况。新型的气象雷达系统还具有预测风切变(PWS)功能，可以探测飞机前方风切变情况，使飞机在起飞、着陆阶段更安全。

二、机载气象雷达的工作方式

附图(A320):

（1）“气象”(WX)方式
　　该方式是WXR的基本工作方式。可以在PFD或ND上显示飞机飞行前方航路及两侧扇形区域中的气象状况及其他障碍物的平面显示图像。

（2）“气象与湍流”（WX/TURB）方式
　　该方式是现代WXR的典型工作方式。显示中增加了湍流的图像。湍流是一种对飞行安全极具威胁的危险气象状态。其区域中气流速度和方向急速多变，飞机变得难以操纵，并且经受极大应力，可导致飞机损坏。

（3）“地图”（MAP）方式
　　该方式用于观察飞机前下方的地表特征。该方式时，天线下俯一定角度照射飞机前下方的地形。根据地表不同地物对雷达电波反射特性的差异，在PFD或ND上显示山峰、河流、大城市等等的地形轮廓平面位置分辨情况。

（4）对风切变的探测
　　风切变是在很短的距离范围内，风速或风向，或两者一起发生急剧变化。它可以在很大区域内发生，并伴有狂风暴雨，或者只在一个很小区域内发生，特别是在接近地面的高度发生时，对飞机的起飞和着陆造成严重的威胁，在飞行中，驾驶员需要尽快、尽早知道飞机航路上风切变的存在，以采取措施保障飞行安全。

三、WXR系统的组成

机载气象雷达的基本组件有：雷达收发机、雷达天线、显示器、控制面板和波导系统等。

雷达收发机：用来产生发射射频脉冲信号和接收并处理射频回波信号，提供气象、湍流和地形等显示数据，探测风切变事件并向机组发送警告和告诫信息。

雷达天线：用来产生高3.6°、宽3.4°的波束并接收回波信号。天线的稳定性受惯性基准组件（IRU）的俯仰和横滚数据控制。

显示器：对于A319/A320/A321飞机来说，气象雷达数据都显示在ND上。

控制面板：用于选择气象雷达的工作方式，控制天线的俯仰角度和稳定性，对接收机灵敏度进行控制。

波导系统：波导管作为收发机和天线之间射频信号桥梁通道。

四、机载气象雷达信息的显示

1. 气象信息及湍流的显示
　显示器上的气象雷达数据显示飞机前方的气象和地形信息。颜色显示气象或地形回波信号的强弱。这四中颜色用于气象雷达显示：
　 ①绿色：轻度气象条件；
　 ②黄色：中度气象条件；
　 ③红色：重度气象条件；
　 ④深红色：湍流（气象雷达系统只在40NM内计算和显示湍流）
　附图：

2. 预测风切变显示
　风切变的位置根据相对于飞机纵轴的方位和机头的距离而确定。根据风切变的位置不同，风切变警告可以分为三类：咨询（Advisory）、警戒（Caution）、警告（Warning）。
附图为飞机在起飞和进近期间不同类型风切变警告的分布情况：

　当有第二级风切变警戒时，除了在显示器上有显示外，还会有语音警告：“Monitor Radar Display”（监控雷达显示器）。
　当有第三级风切变警告时，语音警告：“WindshearAhead”（前方有风切变）或“Go-Around，WindshearAhead”（复飞，前方有风切变），这时在PFD上还会有红色的“WINDSHEAR”文字显示。