二院23所:聚焦民航低空安全,释放航天雷达科技潜能
发布时间:2022-01-10 信息来源: 中国航天科工二院

  “天气实况地面风310度7米/秒,温度-18摄氏度,22:33遭遇风切变复飞,值班管制员指挥标准复飞程序后重新加入进近程序,于22:45安全落地。”

这是2021年2月19日满洲里西郊机场的塔台记录信息,二院23所航天新气象公司研制的民航首个风切变预警系统精准监测风切变发生过程,并提前预警。

民航首个机场风切变预警系统“上岗”

风切变又叫风剪,是大气中两点之间风速风向的剧烈变化,风切变会产生特别强的下降气流,假如飞机正好通过这股气流,飞出后会因为进入失速状态,飞行姿态不可控。这是干扰飞机运行、威胁旅客安全的一种灾害性大气现象,出现没有规律性,发生时间短,是航空界公认飞机起飞和着陆阶段一个重要的危险因素,被称为“机场杀手”。

多年来,航天新气象公司为国内20多家机场提供气象数据服务,一直持续关注各类航空危险天气。为解决风切变探测预警问题,设计人员历时数年研制风切变预警系统。该系统由低空连续波测风雷达、边界层风廓线雷达、自动气象观测系统、多普勒天气雷达、激光测风雷达组成,对机场进行高精度、高时空分辨、高数据获取率的风场观测,是一个小微尺度的气象探测网。

“这个系统瞄准低空探测手段匮乏、风切变预警难度大、尾涡探测精度低等现状问题,为处于起飞和降落关键阶段的飞机实时提供风切变预警信息,并能够为机场气象台预报员提供机场未来48小时的天气预报、指定飞行航线上的天气预报以及风切变等航危天气指数预报结果,大幅度降低因风切变造成的不安全隐患。”公司常务副总经理介绍。

2021年12月26日,公司承建的满洲里西郊机场风切变预警系统正式收到中国民航华北地区管理局出具的《民用航空准予行政许可决定书》,中国民航机场首个机场风切变预警系统正式通过行业验收,投入业务运行。

科技自立自强,服务民航安全

2019年,公司中标满洲里西郊机场风切变预警系统。因为新冠疫情,原定的1月开工推迟到6月,既定的工期被压缩,在保质保量保安全保进度的前提下,团队加班加点,圆满完成各项工作,97年的小伙辜涵作为入职一年的新人,在满洲里蹲守了五个月。2020年10月,系统通过竣工验收并转入试运行阶段。

试运行期间,研制团队持续对机场运行状况进行远程协助,每个工作日对机场前一天运行状态进行复盘和讲评,掌握系统运行状态,持续一年多时间,一直到系统正式投入业务运行。

研发团队根据每日积累的观测数据对系统功能和参数进行持续优化,发挥公司在航空气象数据应用、综合气象观测系统设计、多源气象数据融合等领域的优势,联合满洲里机场气象台、满洲里市气象局、航空公司等多家单位就机场系统运行状态联合开展效果评估试验,并就具体使用需求自主研发多项核心算法,突破了多项关键技术,创新了多项应用技术。

为了填补微波技术低空风场探测的产品空白,预警系统中加入了公司研发的国内首部低空连续波测风雷达,以解决飞机起飞和降落关键区域的风场精细化探测问题。

2021年2月19日,机场发生系统建设以来第一次低空切变事件,“飞机仪表发出‘WINDSHEAR’告警,飞行员按照飞行程序进行操作,飞机进行了一次复飞,后正常降落。”机场介绍。

事件发生后,公司立即与机场进行复盘,风切变预警系统对整个风切变的演变过程和强度变化过程进行了清晰的刻画,机组报告结果得到当班飞行员和民航专家的一致认可,这为系统效果评估和改进升级积累宝贵的经验,也为12月行业验收的顺利通过提供了重要依据。  

聚焦服务能力,延长产业链

满洲里西郊机场风切变预警系统顺利通过行业验收,其成果背后包含着几代航天气象人在民航领域的探索。上世纪80年代,23所成功研制中国第一部边界层风廓线雷达,实现我国无球测风“零”的突破,几十年间企业不断聚焦创新,研制了测风、测云、探空综合探测领域系列化产品,以高可靠性、高稳定性和优异的探测能力,为国家气象、民航气象提供产品。产业发展形式也从原来单纯的制造端向产业链前端延伸、向产业链后端拓展。

为了更好服务民生,助力气象产业快速发展,23所成立了我国航天行业内规模最大、市场综合占有率最高,“空天地海”一体化的综合气象探测设备公司——航天新气象公司,为气象和环境监测、民航、应急减灾等多个行业提供服务。

通过航天新气象公司这个全新平台,23所整合现有的技术、人才和市场资源,面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康,呼应一带一路、互联网+物联网、智慧城市、生态建设等国家重点发展战略和机遇,强化研发资源投入,从产品提供商向综合方案服务商迈进。

在进行机场风切变预警系统研制推广的同时,公司还深度聚焦民航低空安全领域,进行低能见度探测、强对流天气预警探测等多个创新服务方向的研究试验。瞄准民航“十四五”发展战略,公司将整合气象观探测设备,努力打造机场低空安全监测预警一体化解决方案,力争在服务航行安全方面取得更大突破,为推进新时代民航强国建设贡献航天力量。 (文/杨川 陈佳佳)