07-能见度和视程障碍现象

Page1中国民航大学空管学院能见度和视程障碍现象中国民航大学空管学院2020/2/27Page2中国民航大学空管学院低能见度中的事故1990年12月3下午日，两架美国西北航空公司的飞机（一架波音727-200型和一架麦道DC-9型客机）在美国底特律机场的跑道上滑行时相撞，使得60人受伤。原因：机场上雾气弥漫，能见度差。1997年9月26日，印度尼西亚棉兰一架A-300客机在进近中，因遭遇森林大火产生的浓烟，在苏门答腊北部山区坠毁，造成234人丧生。在由气象原因引起的飞行事故中，有49%是由低能见度造成的。Page3中国民航大学空管学院OBSCURATION8%BELOWAPPROACH/LANDINGMINIMUMS3%WHITEOUT3%HAZE/SMOKE3%FOG29%CLOUDS15%SAND/DUSTSTORM0%LOWCEILING39%OTHERWEATHERRELATED79.5%VISIBILITY/CEILINGRELATED20.5%4159WEATHERRELATEDINCIDENTSDISTRIBUTIONOFVISIBILITY/CEILINGCONDITIONSINNTSBWEATHERRELATEDACCIDENTS1994-2003Page4中国民航大学空管学院NotallairportshaveanILS–evenaircraftflyingoninstrumentswillhavetomakeaVFRlandingthereVISIBILITYStatisticsataLondonAirporttakenover3years:RVR(feet)Missedapproaches(%)1,970–2,30022.21,620–1,97030.61,47540.5DifficulttomakesuccessfullandingwhenpilotcannotseePage5中国民航大学空管学院能见度通常是用目标的最大能见距离来表示。目标的能见距离是指视力正常的人，在当时天气条件下能从背景中识别出目标物的最大距离。在能见距离内，目标是能见的，在能见距离以外，目标就不能见了。能见：是指在白天目标物是什么物体和清楚的看出它的轮廓，在夜间能看清楚目标物的发光点，凡是看不清目标物的轮廓或只能看见目标物的部分轮廓，分不清是什么物体，或所见目标灯发光点模糊，灯光散乱，都不能算作“能见”。能见度Page6中国民航大学空管学院一、影响能见度的因子1、影响昼间能见度的因子亮度对比和对比感阈大气透明度2、影响夜间能见度的因子大气透明度灯光强度视觉感阈Page7中国民航大学空管学院二、能见度的种类气象能见度（地面能见度）空中能见度（飞行能见度）气象能见度（地面能见度）：在昼间以靠近地平线的天空为背景，能看清视角大于20‘的地面灰暗目标物轮廓的最大距离。空中能见度（飞行能见度）Page8中国民航大学空管学院1、气象能见度的观测在测站周围各方向选定不同距离的符合要求的目标物，测出它们的距离，然后在观测时，找出能够被看清轮廓最远目标，这个目标的距离就是能见距离。Page9中国民航大学空管学院气象能见度的种类有效能见度最小能见度跑道能见度1、气象能见度的观测Page10中国民航大学空管学院若各方向能见度不同时，为了获得具有代表性的能见度，也为了保障飞行安全，应确定能见度代表值（有效能见度）和最小能见度。能见度代表值：观测点四周一半以上视野内都能达到的最大能见距离。气象能见度的种类1、气象能见度的观测Page11中国民航大学空管学院跑道能见度1、气象能见度的观测Page12中国民航大学空管学院飞机着陆时，驾驶员必须根据飞机的性能特点、机场上空的气候条件和着陆设备的情况以及自己的技术水平等因素操纵飞机着陆。大部分机场，驾驶员一般在60米（200英尺）高度上应该看清跑道，而且跑道上的水平能见度必须大于600米，方能着陆。如果机上装有仪表着陆系统（ILS），只要跑道上的水平能见度大于400米，驾驶员能在30米（100英尺）的高度上看清跑道就可以着陆。对全天候着陆系统，人们正在大量的研制工作。目前，只有洛克西德1011飞机配备较先进的仪表着陆系统，驾驶员只要有200米的水平能见度在10米的高度上看清跑道就可以着陆。1、气象能见度的观测Page13中国民航大学空管学院2、空中能见度的观测（1）空中能见度的种类水平能见度、垂直能见度、倾斜能见度。着陆能见度是倾斜能见度的一种。空中水平能见度：只作大致好坏的估计空中垂直能见度：在空气浑浊、透明度差时才观测空中倾斜能见度：在目视飞行的条件下，飞行员能看见地面上最远目标的距离。Page14中国民航大学空管学院VisibilityfromaircraftDuringlandingandtakingoffvisibilityismostimportantThreeobliquevisibilityscenariosthataplanemightencounterObliquevisibilitythroughfog,mistandhaze(onground)ObliquevisibilityandthesunObliquevisibilityinlowstratusorelevatedhazelayer(slightlyaboveground)倾斜能见度Page15中国民航大学空管学院HorizontalvisibilitybelowfoglimitsVerticalvisibilityisgoodbecausefogisusuallyonlyafewhundredfeetdeepVerticalvisibilityok5km100mHorizontalVisibilityobscuredFog/haze倾斜能见度倾斜能见度与雾霾Page16中国民航大学空管学院倾斜能见度与太阳HazeorFogSunraysreflectedstronglyoffhazeorfogobscuringvisibilityEffectdependsontheangleofthesunandplanePilotdazzledbyglare,thusnotabletoseegroundbelow倾斜能见度Page17中国民航大学空管学院VisibilitypoorVisibilitygoodVisibilityispoorinsideandabovelowstratusorelevatedhazelayerButbelowstratusandelevatedhazelayer,thevisibilityisgood倾斜能见度倾斜能见度与层云或抬升的霾层Page18中国民航大学空管学院着陆能见度飞机着陆时，从飞机上观测跑道的能见度称为着陆能见度；着陆能见度约为地面能见度的60℅或更低。2、空中能见度的观测Page19中国民航大学空管学院着陆能见度与跑道能见度的区别1.目标物不同跑道能见度看的是远处的灰暗目标物着陆能见度看的是跑道本身2.背景亮度对比不同跑道能见度背景是天空着陆能见度背景是草地所以：跑道能见度大于着陆能见度2、空中能见度的观测Page20中国民航大学空管学院（2）空中能见度的特点①随观测位置不同而变化原因：目标的轮廓在不断变化，使能见距离减小。背景复杂多变，使能见距离减小。由于飞机位置的不断变化，能见度时好时坏。②空中能见度小于实际能见距离2、空中能见度的观测Page21中国民航大学空管学院空中能见度随观测位置不同而变化2、空中能见度的观测Page22中国民航大学空管学院根据预报员经验：1.白天当有雾、轻雾、风沙、浮尘影响能见度时，如气象能见度小于等于4千米，着陆能见度比气象能见度明显减小。2.以烟幕为主影响能见度时，早上低层300米以下着陆能见度比气象能见度稍小；300米以上则着陆能见度比气象能见度大。3.利用天黑前气象能见度报夜间着陆能见度（灯光），一般比白天气象能见度大。天黑前气象能见度为1千米时，夜间着陆能见度有1.5千米；白天为1.5千米时，夜间有2千米白天2千米时，夜间可达3千米。原因：白天和夜间背景和看目标物不同，白天以远处地平线天空为背景，而夜间以夜幕为背景，白天目标物以暗色为主，而夜间看灯光，亮度对比大，容易从夜幕中分辨出来。4.有低碎云时，云下凹凸不平，水汽大，能见度差。云越低，湿度越大，能见度越差，当与雾相连时就更差。2、空中能见度的观测Page23中国民航大学空管学院能见度测量方式-人工观测物体的形状、颜色、大小…目标物的亮度和背景的亮度观测员的视力、心理因素空气的透明程度-自动观测不能象人工观测那样直接测量，只能通过测量光线在大气中的衰减的方法消光系数气象光学视程(MOR)Page24中国民航大学空管学院三、跑道视程的探测跑道视程（RVR：RunwayVisualRange）跑道视程是指飞行员在位于跑道中线的飞机上观测起飞方向或着陆方向，能看到跑道道面上的标志或能看到跑道边灯或中线灯的最大距离。Page25中国民航大学空管学院测量设备大气投射仪直接测量基线（30-75米）内的光线的衰减前散射仪通过测量前向散射间接测量光线的衰减BaselineLIGHTTRANSMITTERPage26中国民航大学空管学院MOR定义2700K色温的白炽灯所发出的一束平轴光束的光通量在大气中降低到它的起始值得5%时的长度MOR可以通过测量光线的衰减测得。光线的衰减的原因：散射、吸收（烟、尘），主要是散射100%intensity5%intensityMORPage27中国民航大学空管学院大气投射仪基线长度固定，测出光线的衰减，就能计算出能见度。直接测量100%intensity?%intensity基线长度（30-75m）Page28中国民航大学空管学院间接测量前散射仪：前散射仪测量散射，从而计算出消光系数（忽略吸收的影响）前散射仪的准确性受天气类型的影响。Page29中国民航大学空管学院前散射仪散射通量与消光系数相关TransmitterReceiver•散射通量越高，消光系数越大，能见度越低•散射通量越低，消光系数越小，能见度越高Page30中国民航大学空管学院大气投射仪特点+测量原理与人工观测相似准确度与天气类型无关可使用人工观测的能见度进行校准+采样空间大，代表性好+故障后测量安全性好:测量失败—报告低能见度-量程小-造价高，安装复杂-易受污染影响，维护工作量大LIGHTRECEIVERPage31中国民航大学空管学院Vaisala公司大气投射仪SkopographIIFlamingoMitrasPage32中国民航大学空管学院Vaisala公司大气投射仪LT31Page33中国民航大学空管学院前散射仪特点+造价低，安装简便+量程大+维护工作量小镜头朝下，不易污染-准确度受天气类型影响-采样空间小，代表性差-故障后测量安全性差：测量失败---报告高能见度Page34中国民航大学空管学院VaisalaForwardscatterVisibilitySensorsFD12VisibilitySensorFS11VisibilitysensorPWDseriesvisibilitysensorsPWD10andPWD20Page35中国民航大学空管学院Vaisala’sVisibilitySensorsProductapplicationsVisibilityPWD10VisibilitySensorforroadapplicationswithRoadweatherstation.10-2000mPWD20VisibilitySensorfordiverseapplicationscoveringharbors,coastalareas,heliports,windmillparks.10-20000mFD12Visibilitysensor