在藍(lán)天白云之間,民航飛機(jī)翱翔天際。然而,在看似平靜的空中,卻隱藏著一個“隱形搗蛋鬼”——低空風(fēng)切變。它雖然看不見、摸不著,卻時常給航空安全帶來不小的挑戰(zhàn)。
低空風(fēng)切變,簡單來說,就是在離地面約600米高度以下,風(fēng)的方向或速度突然發(fā)生變化的現(xiàn)象。它就像空氣中的一股“暗流”,悄無聲息地改變著風(fēng)的走向和速度。低空風(fēng)切變主要分為垂直風(fēng)切變和水平風(fēng)切變,垂直風(fēng)切變就像空中的“電梯”,讓飛機(jī)在爬升、著陸時遇到意想不到的阻力;水平風(fēng)切變則像空中的“滑梯”,讓飛機(jī)在降落時偏離原來的航向。
低空風(fēng)切變對航空安全的危害不容小覷,它可能導(dǎo)致飛機(jī)在起飛和著陸階段出現(xiàn)偏差,甚至引發(fā)事故,還可能影響飛機(jī)的穩(wěn)定性和操作性,產(chǎn)生讓乘客感到不舒服的顛簸和失重感。
為了應(yīng)對這種現(xiàn)象,各地的民航機(jī)場均配備了相應(yīng)的設(shè)施,南京信息工程大學(xué)大氣物理學(xué)院“機(jī)不可失——飛行安全守護(hù)者”團(tuán)隊研制的測風(fēng)激光雷達(dá),為航空安全進(jìn)一步提供了保障。
陳逸翔是南京信息工程大學(xué)大氣物理學(xué)院在讀博士,也是團(tuán)隊學(xué)生組負(fù)責(zé)人。南信大是一所以氣象學(xué)科為特色的大學(xué),通過課堂上老師講解的專業(yè)知識,去氣象局、民航空管局實(shí)習(xí),團(tuán)隊成員逐步發(fā)現(xiàn)民航機(jī)場晴空條件下大范圍風(fēng)場測量仍缺乏成熟產(chǎn)品。因此,團(tuán)隊決定切入這一領(lǐng)域。
陳逸翔介紹,為獲取不同側(cè)重點(diǎn)的氣象要素,民航機(jī)場都有針對性的設(shè)施,比如風(fēng)廓線雷達(dá)、天氣雷達(dá)、聲雷達(dá)、探空氣球等。這些設(shè)施中,風(fēng)廓線雷達(dá)的探測距離只有兩三百米;天氣雷達(dá)適合陰雨天使用,它可以探測空中云層的動向,云層往哪飄、速度是多少,然而,一到晴空萬里時,它就像“失明”一樣;探空氣球一般一天向空中釋放兩次,早八點(diǎn)、晚八點(diǎn)各一次,一天只能獲得兩條數(shù)據(jù),且只能獲取基礎(chǔ)數(shù)據(jù),沒法保障機(jī)場繁忙的起降需求。團(tuán)隊研發(fā)的測風(fēng)激光雷達(dá),其示蹤物是氣溶膠粒子,最適合晴空條件下使用。
團(tuán)隊瞄準(zhǔn)機(jī)場探測低空風(fēng)切變的“痛點(diǎn)”,在細(xì)分領(lǐng)域?qū)す饫走_(dá)的性能進(jìn)行優(yōu)化、提升,研制的測風(fēng)激光雷達(dá)能夠探測精細(xì)風(fēng)場、飛機(jī)尾流等氣象數(shù)據(jù)。
測風(fēng)激光雷達(dá)涉及多學(xué)科知識,團(tuán)隊成員來自光學(xué)、機(jī)械、電子、算法等不同專業(yè),他們解決了兩個問題:一個是分辨率,民航機(jī)場現(xiàn)行的雷達(dá)分辨率普遍在60米到30米之間,測風(fēng)激光雷達(dá)將分辨率提升至米級尺度;另一個是探測距離,團(tuán)隊研發(fā)的測風(fēng)激光雷達(dá)最遠(yuǎn)能夠探測30千米。
樣機(jī)組裝、調(diào)試完成后,團(tuán)隊將測風(fēng)激光雷達(dá)安裝在北京大興機(jī)場、拉薩貢嘎機(jī)場、廣州白云機(jī)場、昆明長水機(jī)場試用。根據(jù)機(jī)場的反饋信息,團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)了測風(fēng)激光雷達(dá)在軟件算法和使用體驗(yàn)方面存在薄弱環(huán)節(jié),后續(xù)他們會進(jìn)行針對性的改進(jìn),力爭在用戶使用體驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)突破。
參加第十四屆“挑戰(zhàn)杯”中國大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計劃競賽,陳逸翔收獲頗多:上臺演講不怯場了,無論評委問什么問題,他都能自如應(yīng)對;對項(xiàng)目、產(chǎn)品的商業(yè)化認(rèn)識更深入了。他說,之前只顧埋頭做課題,沒想過產(chǎn)品商業(yè)化會遇到哪些困難。有困難不要緊,最怕的是認(rèn)識不到要面對什么。從這個層面來看,他覺得參加“挑戰(zhàn)杯”的經(jīng)歷是很好的成長機(jī)會。