Система обнаружения маловысотного
сдвига ветра
Назначение:
Система обнаружения маловысотного сдвига ветра (LLWSAS - Low Level Wind Shear Alerting System), разработанная специалистами Концерна «МАНС» в сотрудничестве с компанией «Лазерные системы», предназначена для повышения уровня безопасности полетов в ходе выполнения взлетно-посадочных операций посредством удаленного измерения и отображения в реальном времени информации о направлении и скорости воздушного потока на заданных высотах, обнаружения маловысотного сдвига ветра, а также выдачи предупреждений всем пользователям воздушного пространства, включая экипажи воздушных судов.
Скорость и направление ветра на заданных высотах измеряется лидарным ветровым профилометром ПЛВ-300, являющимся базовым компонентом системы обнаружения маловысотного сдвига ветра, и/или сканирующим импульсным допплеровским лидаром ИВЛ-5000.
Система обнаружения маловысотного сдвига ветра была установлена и успешно функционирует в нескольких российских аэропортах (включая метеорологическое обеспечение полетов авиации в ходе проведения Олимпийских игр в Сочи в 2014 г.)
ПЛВ-300
Профилометр лидарный ветровой ПЛВ-300 является базовой компонентой системы обнаружения маловысотного сдвига ветра в ближней зоне и предназначен для оперативного дистанционного измерения скорости и направления ветра на заданных высотах, передачи и отображения полученных данных на удаленном мониторе оператора (АРМ).
Принцип действия
Принцип действия ПЛВ-300 заключается в том, что при распространении в атмосфере лазерного (зондирующего) сигнала с известной частотой происходит рассеяние (отражение) сигнала от частиц (аэрозоль, молекулы), увлекаемых ветровым потоком, вызывающее изменение частоты отраженного сигнала (доплеровский сдвиг).
Приемо-передающий телескоп формирует в пространстве измерительный объем, где происходит измерение радиальной проекции скорости ветра. Выходной лазерный пучок с заданными пространственными характеристиками фокусируется на определенной дистанции.
Сканирующий клин обеспечивает сканирование сфокусированным лучом по азимуту, производя, таким образом, измерения в диапазоне углов от 0º до 360º.В течение 4 секунд осуществляется сканирование на этой высоте со скоростью 1 оборот/сек. В результате сканирования производится измерение радиальной составляющей скорости ветра.
Затем путем специальной математической обработки вычисляются направление скорости ветра, его величина, и вычисляются стандартные отклонения измеряемых величин.
ПЛВ-300 разработан в соответствии с требованиями ГОСТ Р 50723-94 и СанПиН 5804-01, относится к безопасным лазерным изделиям, работает в невидимом человеческому глазу диапазоне. Имеется заключение Роспотребнадзора.
Сертификация:
- На ПЛВ-300 получены Сертификат типа Межгосударственного авиационного комитета и Свидетельство Росстандарта об утверждении типа средства измерения.
- Верификация ПЛВ-300 как средства измерения производилась на базе НПО «Тайфун» Росгидромета (г. Обнинск) и ФГУП «ВНИИМ им. Д.И.Менделеева» (г.Санкт-Петербург).
ПЛВ-300 способен определять:
- вертикальную компоненту скорости ветра;
- горизонтальную компоненту скорости ветра;
- направление вектора скорости относительно направления на север;
- встречно/попутную составляющую скорости ветра относительно ВПП;
- вертикальный сдвиг ветра по продольной составляющей скорости ветра относительно направления ВПП;
- статистические характеристики турбулентности.
Характеристики ПЛВ-300:
- Режим работы – непрерывный
- Длина волны - 1.56 мкм
- Диапазон высот: 3 - 300 м
- Диапазон измерения направления ветра: 0 - 360°
- Диапазон измерения скорости ветра: 0 - 55 м/с
- Погрешность измерений:
- скорости ветра - не более 10%
- направления ветра - не более 10°
- Время измерения полного вектора на одной высоте - 4 с
- Габаритные размеры 450*700*1250 мм
- Масса: 70 кг
- Потребляемая мощность:
- с системой терморегуляции - 450 Вт
- без системы терморегуляции - 200 Вт
- Наработка на отказ: 20 000 ч
Напряжение электропитания - 220 В (оборудован встроенным источником резервного питания), интерфейсы связи - Ethernet, RS-485, CAN, Wi-Fi
Условия эксплуатации:
- диапазон рабочих температур: от –50 до +60 ºС
- предельные температуры: -65; +70 ºС
- относительная влажность при температуре 25 ºС: от 20 % до 98%
- атмосферное давление: от 600 до 1080 гПа
- стойкость к воздействию внешних факторов (дождь, иней, роса, обледенение, пыль и др.)
Включение в контур LLWSAS ИЛВ-5000 (WINDEX-5000) позволяет получать дополнительную информацию о пространственном положении фронта порывов с привязкой к местности и ВПП в 3D-формате.
ИЛВ-5000
ИЛВ-5000 является импульсным доплеровским ветровым 3D-лидаром следующего поколения с пространственным сканированием, обладающим новыми эксплуатационными возможностями и преимуществами. Он малочувствителен к облачности, за исключением очень плотной и низкой (ниже 250 метров).
ИЛВ-5000 способен осуществлять измерение турбулентности и определять горизонтальный сдвига ветра и вертикальные порывы.
Характеристики ИЛВ-5000:
- Длина волны: 1550 - 1570 нм
- Длительность импульса - 400 нс
- Энергия импульса - 100 мкДж
- Точность позиционирования - не более 0.1°
- Скорость сканирования: 0.5 - 5 °/с
- Скорость переброса (без измерений) - 45 °/с
- Время осреднения: 0.1 - 15 с
- Минимальная дальность - не более 100 м
- Пространственное разрешение - не более 75 м
- Диапазон измеряемой скорости ветра: 1 - 60 м/с
- Погрешность измерения скорости - 0.25 м/с
- Погрешность измерения направления - 5°
- Рабочая температура: от -50°С до +50°С
- Класс устойчивости к внешним воздействиям - IP65
- Габаритные размеры: 1700 х 1000 х 880 мм
- Масса: 145 кг
- Энергопотребление: 800 Вт (с системой терморегуляции)
Режимы работы ИЛВ-5000:
- круговое сканирование в заданном диапазоне углов азимута;
- сканирование в вертикальной плоскости в заданном диапазоне углов места с произвольным азимутом;
- 3D-картографированиe ветрового поля;
- работа в режиме профилемера в произвольном заданном направлении;
Другие направления применения:
ИЛВ-5000 может быть использован для получения информации о параметрах ветра на заданных высотах при проведении тренировок, показательных полетов, соревнований по аэроакробатике, воздушному планеризму, полетах на воздушных шарах, дирижаблях и др.
Кроме вышеуказанных областей, ИЛВ-5000 может быть использован в ветровой энергетике, в научно-исследовательских целях, а также на экологически опасных объектах для планирования мер по предотвращению загрязнения окружающей среды.
Комплексное оснащение аэропортов системами мониторинга приземной метеорологической обстановки
- Комплексирование контактных и дистанционных средств измерения метеопараметров
- Всепогодный мониторинг терминальной зоны аэропорта за счет оптимального сочетания многоспектральных средств измерения параметров атмосферы
- Комплексная обработка многоспектральных метеоданных для оперативного прогноза опасных метеоявлений
