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        機(jī)載氣象雷達(dá)的原理及常見(jiàn)故障分析

        2018-02-03 16:36:11袁艷良
        科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào) 2017年30期
        關(guān)鍵詞:常見(jiàn)故障原理

        袁艷良

        摘 要:隨著社會(huì)的發(fā)展,時(shí)代的進(jìn)步,科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新,雷達(dá)的種類越來(lái)越多,而且用途也形似各異。機(jī)載氣象雷達(dá)的主要作用就是探測(cè)航路的雷暴雨、冰雹等一些惡劣氣象區(qū)域。機(jī)載氣象雷達(dá)的安全性同整個(gè)機(jī)組系統(tǒng)和飛行安全之間具有十分緊密的聯(lián)系,而且機(jī)載氣象雷達(dá)也是機(jī)載導(dǎo)航中的重要組成結(jié)構(gòu),是民航客機(jī)中的一項(xiàng)關(guān)鍵的導(dǎo)航設(shè)備。若是機(jī)載氣象雷達(dá)出現(xiàn)問(wèn)題,那么就對(duì)飛機(jī)在運(yùn)行中的狀態(tài)造成影響,造成極其嚴(yán)重的損失和影響。對(duì)此,本文就機(jī)載氣象雷達(dá)的原理及常見(jiàn)故障進(jìn)行科學(xué)合理的研究與分析。

        關(guān)鍵詞:機(jī)載氣象雷達(dá) 原理 常見(jiàn)故障

        中圖分類號(hào):V249.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2017)10(c)-0002-02

        機(jī)載氣象雷達(dá)能夠向飛行員提供飛機(jī)前行航路的氣象情況,對(duì)障礙提供平面顯示圖像,除此之外,氣象雷達(dá)也能夠根據(jù)飛機(jī)前方地表等方面的特征,協(xié)助飛行員辨別地標(biāo),對(duì)飛機(jī)的位置做出合理的評(píng)判。在實(shí)際的應(yīng)用中,會(huì)受到環(huán)境、操作不當(dāng)?shù)纫蛩氐挠绊?,?dǎo)致出現(xiàn)故障的頻率較高。對(duì)此,就要強(qiáng)化對(duì)機(jī)載氣象雷達(dá)的原理以及故障的分析力度,這樣才能夠確保在飛機(jī)飛行中將其功效發(fā)揮到極致。

        1 機(jī)載氣象雷達(dá)的組成及其原理的分析

        1.1 機(jī)載氣象雷達(dá)的組成

        機(jī)載氣象雷達(dá)的組件主要是由雷達(dá)收發(fā)組、雷達(dá)天線、控制盒、顯示器組合形成。機(jī)載氣象雷達(dá)在實(shí)際的應(yīng)用中需要垂直陀螺提的支持,并且提供傾斜信號(hào)和俯仰信號(hào),傾斜信號(hào)和俯仰信號(hào)也能夠通過(guò)單獨(dú)的垂直陀螺組件來(lái)完成,慣性基準(zhǔn)系統(tǒng)也可以。雷達(dá)收發(fā)組是由雷達(dá)發(fā)射機(jī)、人雷達(dá)接收機(jī)形成的,雷達(dá)發(fā)射機(jī)在實(shí)際的應(yīng)用中能夠產(chǎn)生周期性強(qiáng)的微波脈沖信號(hào),通過(guò)收發(fā)開(kāi)關(guān)再經(jīng)由波導(dǎo)系統(tǒng)直接反饋到雷達(dá)天線輻射;而雷達(dá)接收機(jī)在工作中負(fù)責(zé)接收和處理天線接收的雷達(dá)回波信號(hào),將接收電路中得到的回?fù)芤曨l脈沖信號(hào)傳輸至顯示器中。

        1.2 機(jī)載氣象雷達(dá)的原理

        機(jī)載氣象雷達(dá)是利用目標(biāo)對(duì)電磁波反射從而確定目標(biāo)的位置、特殊性質(zhì)和距離等,物體對(duì)電磁波的反射能力與物體自身的性質(zhì)、大小、電磁波的頻率等都有著直接的影響和聯(lián)系。目標(biāo)導(dǎo)電系數(shù)高,那么反射面就會(huì)越大,回波強(qiáng)度也就越大。機(jī)載氣象雷達(dá)也是根據(jù)這一情況來(lái)判定雨量的情況,根據(jù)顏色之間的差異在ND中加以顯示。

        2 機(jī)載氣象雷達(dá)的常見(jiàn)故障分析

        2.1 顯示器超出溫度范圍致使圖像的缺失

        因?yàn)轱w機(jī)中的顯示器一般是利用陰極射線管來(lái)實(shí)現(xiàn)的,通風(fēng)散熱是陰極線管的特點(diǎn),雷達(dá)圖像在顯示圖像中是充當(dāng)背景色的角色,對(duì)顯示器的發(fā)熱能夠造成一定的影響。若是顯示器散熱程度不夠強(qiáng),在達(dá)到溫度極限后就要切斷氣象雷達(dá)顯示。在此基礎(chǔ)上,對(duì)通風(fēng)在成影響的關(guān)鍵因素就是后方位置的濾紙堵塞。在A320系列飛機(jī)中,若是電子艙通風(fēng)的抽氣和排風(fēng)扇都放在超空位,也能夠?qū)﹃帢O射線管的散熱產(chǎn)生影響,雷達(dá)圖像的顯示也會(huì)自動(dòng)切斷。另外,如果收發(fā)機(jī)的通風(fēng)不能夠保持順暢,就可能出現(xiàn)溫度超高。在對(duì)飛機(jī)進(jìn)行日常的維護(hù)中,機(jī)組經(jīng)常會(huì)反應(yīng)雷達(dá)的圖像弱,這種情況下就要時(shí)刻關(guān)注顯示器背景色旋鈕是否在應(yīng)有的位置上。

        2.2 機(jī)載氣象雷達(dá)以及地圖按鈕燈線路開(kāi)關(guān)的故障

        造成機(jī)載氣象雷達(dá)以及地圖按鈕燈線路開(kāi)關(guān)故障的現(xiàn)象有:按壓EFIS控制面板中的氣象雷達(dá)要同開(kāi)關(guān)保持連接的狀態(tài),如果接通燈不能夠正常工作,但是EHSI中又可以顯示出氣象雷達(dá)的工作。按照氣象雷達(dá)各個(gè)系統(tǒng)的工作情況,雷達(dá)信息都能夠很好的顯示出來(lái),根據(jù)氣象雷達(dá)接通燈不亮的現(xiàn)象,能夠確認(rèn)兩個(gè)EFIS符號(hào)發(fā)生器沒(méi)有出現(xiàn)問(wèn)題,可以說(shuō)明收發(fā)機(jī)至少有一個(gè)是沒(méi)有任何問(wèn)題的。因?yàn)槭瞻l(fā)機(jī)同時(shí)給兩個(gè)EFIS符號(hào)發(fā)生器發(fā)送信號(hào),而這兩個(gè)符號(hào)發(fā)生器能夠把處理完善的信息傳輸給EHSI。EFIS控制面板的開(kāi)關(guān)燈也只能夠確認(rèn)氣象雷達(dá)系統(tǒng)的是否接通完好。這樣也就可以判斷出EFIS控制面板中的氣象雷達(dá)接通燈的具體情況,在實(shí)際的運(yùn)用中更換燈泡就能夠開(kāi)展正常工作。但是,也可能會(huì)出現(xiàn)更換燈泡之后,上述的故障仍然存在。雖然說(shuō)接通燈只是在氣象雷達(dá)指示的接通情況,但是若是其自傲實(shí)際的工作中沒(méi)有效果也會(huì)給飛行人員帶來(lái)不必要的困擾,也增加了機(jī)務(wù)維護(hù)工作人員的危險(xiǎn)性,導(dǎo)致不了解氣象雷達(dá)系統(tǒng)的狀態(tài)如何。

        2.3 雷達(dá)顯示器中圖像的黑屏狀況

        導(dǎo)致雷達(dá)顯示器中圖像的黑屏狀況出現(xiàn)問(wèn)題的現(xiàn)象有:飛機(jī)在飛行的過(guò)程中轉(zhuǎn)彎角度都超出了10°,雷達(dá)顯示器中顯示的圖像就會(huì)有短暫黑屏的情況發(fā)生。飛機(jī)恢復(fù)到原來(lái)的工作狀態(tài)后,顯示也會(huì)恢復(fù)原狀。通過(guò)收集資料,對(duì)地面通電進(jìn)行反復(fù)的檢查,發(fā)現(xiàn)飛機(jī)在地面上的狀態(tài)都是正常的,對(duì)各種部件進(jìn)行更換之后,故障依然存在,這就是說(shuō)明氣象雷達(dá)系統(tǒng)中部件都是完好無(wú)損的,應(yīng)該是同飛機(jī)線路有著必要的聯(lián)系。在正常工作狀態(tài)之下,氣象雷達(dá)顯示功能開(kāi)關(guān)要處在STBY位置上,平板天線會(huì)隨著垂直陀螺的變化而發(fā)生改變,把飛機(jī)前端看作是正方向,如果垂直陀螺俯視,天線會(huì)呈上仰的狀態(tài);如果垂直陀螺仰視,那么天線呈下俯的狀態(tài);如果垂直陀螺是呈現(xiàn)左右方向傾斜的角度,那么天線會(huì)保持不動(dòng)的狀態(tài)。這樣就能夠保證不管平板天線呈現(xiàn)什么樣的狀態(tài),穩(wěn)定修正機(jī)構(gòu)都可以把天線的波束軸維持在平面上。把雷達(dá)罩打開(kāi),將垂直陀螺在安裝支架中進(jìn)行拆解處理,這個(gè)過(guò)程中可以通過(guò)手動(dòng)模擬飛機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的形式來(lái)進(jìn)行,如果飛機(jī)處在垂直陀螺向左右方向傾斜,就會(huì)呈俯視和仰視的狀態(tài),如果天線動(dòng)作相對(duì)較大,雷達(dá)系統(tǒng)就會(huì)保證呈現(xiàn)現(xiàn)在的姿態(tài)。如果飛機(jī)傾斜轉(zhuǎn)彎,天線波束軸在水平面上不會(huì)呈現(xiàn)穩(wěn)定的狀態(tài)。因?yàn)樘炀€修正機(jī)構(gòu)的修正作用不是很好,所以也就出現(xiàn)了天線發(fā)射波束,一旦飛機(jī)姿態(tài)發(fā)生變化,要想收到回波信號(hào)就顯得極為困難,出現(xiàn)短暫的黑屏現(xiàn)象。而對(duì)平板天線進(jìn)行更換,再次模擬飛機(jī)運(yùn)行狀態(tài),天線和垂直陀螺保持正常狀態(tài),就說(shuō)明故障已經(jīng)解決。

        2.4 雷達(dá)不能夠顯示出飛機(jī)前方的狀況

        若是地面檢測(cè)工作中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和缺陷,就說(shuō)明自檢除開(kāi)的結(jié)果是良好的。進(jìn)行收發(fā)機(jī)的更換之后也沒(méi)有絲毫的變動(dòng),就要進(jìn)行雷達(dá)天線驅(qū)動(dòng)組件的處理或者更換了,這樣故障就能夠處理完善。正常情況下,人們會(huì)認(rèn)為雷達(dá)沒(méi)有顯示是收發(fā)機(jī)出現(xiàn)的問(wèn)題。對(duì)于雷達(dá)系統(tǒng)而言,收發(fā)機(jī)是核心所在,信號(hào)的產(chǎn)生和接收都是憑借收發(fā)機(jī)來(lái)完成的。天線驅(qū)動(dòng)組件的在實(shí)際中的作用就是在得到收發(fā)機(jī)傳輸之后,利用波導(dǎo)將控制信息準(zhǔn)確的傳輸過(guò)來(lái),通過(guò)天線對(duì)飛機(jī)進(jìn)行掃描處理。所以信息接受存在故障,同驅(qū)動(dòng)組件應(yīng)該沒(méi)有什么聯(lián)系。此外,打開(kāi)雷達(dá)罩之后會(huì)發(fā)現(xiàn)里面存積了不少水分,等到驅(qū)動(dòng)組件換完只后就維持正常的運(yùn)行,出現(xiàn)這種情況主要是因?yàn)樘炀€驅(qū)動(dòng)組件是由仰角驅(qū)動(dòng)和方位角驅(qū)動(dòng)組和形成,驅(qū)動(dòng)的核心是驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。其能夠確保天線實(shí)現(xiàn)自由的轉(zhuǎn)動(dòng),也能夠接收到回?fù)?,通過(guò)波導(dǎo)管傳輸至雷達(dá)無(wú)線收發(fā)組。這個(gè)過(guò)程因?yàn)榛夭ㄐ盘?hào)是非常弱小的,也不會(huì)出現(xiàn)什么差錯(cuò)。若是雷達(dá)罩的密封性不夠好,就會(huì)有部分水滲透其中,在天線旋轉(zhuǎn)期間,就會(huì)有水氣進(jìn)入波導(dǎo)管中,致使波導(dǎo)中波束反射的角度失控,會(huì)回?fù)艿奶幚砟芰Υ蟠鬁p弱,因此就不能夠產(chǎn)生顯示了。

        3 結(jié)語(yǔ)

        在進(jìn)行機(jī)載氣象雷達(dá)的分析中,要重點(diǎn)檢查其故障情況,因?yàn)檫@與飛機(jī)運(yùn)行的安全性有著直接的關(guān)聯(lián),做好日常的維護(hù)工作,這樣才能夠保證機(jī)載氣象雷達(dá)在工作中的實(shí)效性。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 秦娟,吳仁彪,蘇志剛,等.基于地形可視性分析的機(jī)載氣象雷達(dá)地雜波剔除方法[J].電子與信息學(xué)報(bào),2012,34(2):351-355.

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