CESSNA525機載氣象雷達原理及維護分析

陳婷

摘 要 航空業日新月異的發展對各個航空設備的技術需求日益增長，機載氣象雷達用于探測前方航路的氣象目標、地形等，當航路上存在對飛機的威脅性的氣象目標時，會通過顯示器顯示出來提醒飛行員作好航路規劃和相應的措施。文章描述了機載氣象雷達各部分的基本組成和簡單的陳述了探測氣象目標的原理并結合實際工作討論一些維護經驗和維護特點。

關鍵詞 機載氣象雷達；湍流；維護

中圖分類號：TN95 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）13-0080-01

氣象雷達在現代航空飛機保障安全飛行起著很大的關鍵性和輔助性的作用，是現代航空各種不同機型不可缺少的航空電子設備。通過機載氣象雷達可以掃描到的機頭前方航路的氣象情況在PFD和MFD上顯示出來，供給飛行人員參考，并以例如品紅色等鮮艷的色彩標示出會對飛機安全有威脅性、損傷性的氣象狀況，以便飛行員采取相應的措施保障航途的安全和給旅客提供安全、舒適、順暢的飛行旅途。

CESSNA525的氣象雷達組件位于機頭前方的整流罩（又稱：雷達罩）內，其包含了接收機、和平板型的波導縫陣天線。雷達罩對于雷達波有良好的穿透性并起安全保護氣象雷達以使其工作環境良好的功用。接收機是氣象雷達的核心部件，用以產生足夠功率的、周期性的矩形脈沖射頻信號以及接收伴隨噪聲雜波的微弱目標信號并經過放大、濾波等一系列處理，最后將目標回波信號轉換成一定幅度的視頻回波信號或視頻數據，輸往顯示器或其他形式的終端設備。

1）因為具有一定體積的金屬物體能夠發射氣象雷達波、具有一定空域體積的液態云雨區也能產生氣象回波，這就是通過建筑物等得散射特性及氣象目標的回波特性來判斷出航路前方是否安全。

2）判斷氣象目標的距離和方位也很重要。通過設置天線俯仰旋鈕，來設置天線掃描平面，從而掃描出機頭前方扇形區域內的氣象目標。并在駕駛艙的顯示器上通過距離標志圈顯示出，它是氣象目標的顯示標尺，同時距離標志圈應盡量窄，以減小對較小目標圖像的正常顯示的影響。天線在設置平面的往復掃描確定氣象目標的方位，并通過回波信號來確定目標所在的雷達波束的方位指向，信號送回顯示器上準確的顯示出目標的所在方位。雷達罩內的天線除了天線本身外還有天線基座。雷達天線是12英寸的平金屬板有許多發射槽陣列，其功用是用來發射和接受射頻脈沖信號。天線基座是水平安裝在支架上的，它的機電部件和放大器用來驅動天線進行對前方航路的方位掃掠和補償俯仰的修正運動，使天線掃描始終是保持“水平面”的。

不管什么型號的機載氣象雷達，幾乎都具有以下七個功能。

1）探測前方航路上扇形區域的氣象目標，例如冰雹、降雨、雷暴、湍流、風切變等。

2）探測夾帶雨粒的湍流區域。

3）切變的探測。

4）機頭前下方的地形特征，例如：高山、河流、平原、丘陵、城市建筑群等。

5）探測航路上突兀的障礙物，例如：高聳的山峰、摩天大樓等。

6）顯示由其他系統輸入的文字或圖形信息。

7）雷達導航信標的作用。

機載氣象雷達在工作原理上相對簡單，但在實際使用與維護中卻相對復雜得多。在使用上，氣象雷達需要根據實際情況不斷進行量程、俯仰、增益上的合理調整，才可獲得精確的氣象目標信息。在維護上，它不像別的航空電子設備需要經常的拆裝、清潔、效驗，它的使用時段與季節有密切的聯系，所以也要有時間上的針對性檢查和定期的預防維護才是合適有效的方法。例如：由于氣象雷達安置于雷達罩內，雷達罩有效的預防了外界因素對雷達組件的外部破壞（碰撞、灰塵污染、雨水腐蝕等），保障了雷達組件的正常有效的工作，所有我們都是在每1000小時定期維護中將雷達罩拆卸下來，對其上面四根避雷條的電阻進行測量，如果阻值不在規定范圍內，應進行相應的更換。還有就是雷達罩外部漆面的保養工作，以及雷達組件安裝工作。像這樣結合定期檢查的簡單維護保養工作大大降低了氣象雷達的故障率。

根據所查資料和手冊的核實，總結出以下幾條氣象雷達維護經驗。

1）根據四川盆地的天氣特點，危險極端天氣一般在夏季時間，大致是5-9月份。此時容易發展出具有危險性的濃積云，雷暴天氣。所以這段時間縮短氣象雷達的維護周期和間隔，每天航前航后的氣象雷達罩外部檢查是減少氣象雷達故障的行之有效的手段之一。

2）排除氣象雷達的重復故障，應盡量詢問飛行員航路中氣象雷達的使用情況，航路上的天氣狀況。

3）系統的自檢測試不能完全清晰的反映問題，必須進行實際的開機檢查，通過不同的對比測試，分析數據來解決問題。雷達測試不能少于20分鐘。但同時有幾點需要注意不能使用氣象雷達否則將導致人員傷亡、收發機損壞等。①當飛機加油或抽油時；②當在飛機前方區域300英尺或更小范圍內有飛機加油時；③機頭前方50英尺范圍內有人員或是在飛機前方180度距飛機300英尺區域內有大型金屬物體，例如：機庫、飛機、汽車等。

4）雷達罩是容易被忽視的一部分，它是由對雷達輻射波有透徹能力的蜂窩材料構成，雷達罩結構的分層、破裂，會導致蜂窩厚度的變化，還會積聚水分。降低透射能力，甚至使雷達的輻射方向性畸變。定期檢查雷達罩是很有必要的。

5）雷達罩是不可忽視的一部分，它狀態的良好直接影響著雷達輻射波的穿透性，雷達罩結構的分層、破裂會影響蜂窩厚度，還會積聚水分。所以在結合定期維護中的拆卸檢查和保養工作，以及航前航后的外觀檢查是必不可少的，也是有效預防其畸變導致性能下降的方法。

6）作為一名維修人員，還必須了解一定的航空氣象學知識。了解各種云的形成特點，哪些云對飛行安全有危害，這有助于與機組之間的故障交流，有助于隨機故障觀察時更好地發現

問題。

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