“天氣實況地面風310度7米/秒,溫度-18攝氏度,22:33遭遇風切變復飛,值班管制員指揮標準復飛程序后重新加入進近程序,于22:45安全落地。”
這是2021年2月19日滿洲里西郊機場的塔臺記錄信息,二院23所航天新氣象公司研制的民航首個風切變預警系統精準監測風切變發生過程,并提前預警。
民航首個機場風切變預警系統“上崗”
風切變又叫風剪,是大氣中兩點之間風速風向的劇烈變化,風切變會產生特別強的下降氣流,假如飛機正好通過這股氣流,飛出后會因為進入失速狀態,飛行姿態不可控。這是干擾飛機運行、威脅旅客安全的一種災害性大氣現象,出現沒有規律性,發生時間短,是航空界公認飛機起飛和著陸階段一個重要的危險因素,被稱為“機場殺手”。
多年來,航天新氣象公司為國內20多家機場提供氣象數據服務,一直持續關注各類航空危險天氣。為解決風切變探測預警問題,設計人員歷時數年研制風切變預警系統。該系統由低空連續波測風雷達、邊界層風廓線雷達、自動氣象觀測系統、多普勒天氣雷達、激光測風雷達組成,對機場進行高精度、高時空分辨、高數據獲取率的風場觀測,是一個小微尺度的氣象探測網。
“這個系統瞄準低空探測手段匱乏、風切變預警難度大、尾渦探測精度低等現狀問題,為處于起飛和降落關鍵階段的飛機實時提供風切變預警信息,并能夠為機場氣象臺預報員提供機場未來48小時的天氣預報、指定飛行航線上的天氣預報以及風切變等航危天氣指數預報結果,大幅度降低因風切變造成的不安全隱患。”公司常務副總經理介紹。
2021年12月26日,公司承建的滿洲里西郊機場風切變預警系統正式收到中國民航華北地區管理局出具的《民用航空準予行政許可決定書》,中國民航機場首個機場風切變預警系統正式通過行業驗收,投入業務運行。
科技自立自強,服務民航安全
2019年,公司中標滿洲里西郊機場風切變預警系統。因為新冠疫情,原定的1月開工推遲到6月,既定的工期被壓縮,在保質保量保安全保進度的前提下,團隊加班加點,圓滿完成各項工作,97年的小伙辜涵作為入職一年的新人,在滿洲里蹲守了五個月。2020年10月,系統通過竣工驗收并轉入試運行階段。
試運行期間,研制團隊持續對機場運行狀況進行遠程協助,每個工作日對機場前一天運行狀態進行復盤和講評,掌握系統運行狀態,持續一年多時間,一直到系統正式投入業務運行。
研發團隊根據每日積累的觀測數據對系統功能和參數進行持續優化,發揮公司在航空氣象數據應用、綜合氣象觀測系統設計、多源氣象數據融合等領域的優勢,聯合滿洲里機場氣象臺、滿洲里市氣象局、航空公司等多家單位就機場系統運行狀態聯合開展效果評估試驗,并就具體使用需求自主研發多項核心算法,突破了多項關鍵技術,創新了多項應用技術。
為了填補微波技術低空風場探測的產品空白,預警系統中加入了公司研發的國內首部低空連續波測風雷達,以解決飛機起飛和降落關鍵區域的風場精細化探測問題。
2021年2月19日,機場發生系統建設以來第一次低空切變事件,“飛機儀表發出‘WINDSHEAR’告警,飛行員按照飛行程序進行操作,飛機進行了一次復飛,后正常降落。”機場介紹。
事件發生后,公司立即與機場進行復盤,風切變預警系統對整個風切變的演變過程和強度變化過程進行了清晰的刻畫,機組報告結果得到當班飛行員和民航專家的一致認可,這為系統效果評估和改進升級積累寶貴的經驗,也為12月行業驗收的順利通過提供了重要依據。
聚焦服務能力,延長產業鏈
滿洲里西郊機場風切變預警系統順利通過行業驗收,其成果背后包含著幾代航天氣象人在民航領域的探索。上世紀80年代,23所成功研制中國第一部邊界層風廓線雷達,實現我國無球測風“零”的突破,幾十年間企業不斷聚焦創新,研制了測風、測云、探空綜合探測領域系列化產品,以高可靠性、高穩定性和優異的探測能力,為國家氣象、民航氣象提供產品。產業發展形式也從原來單純的制造端向產業鏈前端延伸、向產業鏈后端拓展。
為了更好服務民生,助力氣象產業快速發展,23所成立了我國航天行業內規模最大、市場綜合占有率最高,“空天地海”一體化的綜合氣象探測設備公司——航天新氣象公司,為氣象和環境監測、民航、應急減災等多個行業提供服務。
通過航天新氣象公司這個全新平臺,23所整合現有的技術、人才和市場資源,面向世界科技前沿、面向經濟主戰場、面向國家重大需求、面向人民生命健康,呼應一帶一路、互聯網+物聯網、智慧城市、生態建設等國家重點發展戰略和機遇,強化研發資源投入,從產品提供商向綜合方案服務商邁進。
在進行機場風切變預警系統研制推廣的同時,公司還深度聚焦民航低空安全領域,進行低能見度探測、強對流天氣預警探測等多個創新服務方向的研究試驗。瞄準民航“十四五”發展戰略,公司將整合氣象觀探測設備,努力打造機場低空安全監測預警一體化解決方案,力爭在服務航行安全方面取得更大突破,為推進新時代民航強國建設貢獻航天力量。