冰雪天氣對(duì)儀表著陸系統(tǒng)下滑天線有效地面的影響

黑龍江省機(jī)場(chǎng)管理集團(tuán)有限公司 陳 楊

引言：儀表著陸系統(tǒng)是引導(dǎo)飛機(jī)進(jìn)行精密進(jìn)近和著陸的無線電導(dǎo)航系統(tǒng)，相當(dāng)于飛機(jī)飛行的指南針，它與飛行安全息息相關(guān)。由于哈爾濱冰雪天氣頻繁，對(duì)儀表著陸系統(tǒng)下滑信標(biāo)影響較大，這無疑是給機(jī)場(chǎng)技術(shù)保障部門一個(gè)長(zhǎng)期又艱巨的考驗(yàn)。本文從冰雪天氣對(duì)下滑天線有效地面產(chǎn)生影響這個(gè)角度進(jìn)行分析研究，并結(jié)合哈爾濱機(jī)場(chǎng)自身特點(diǎn)和工作經(jīng)驗(yàn)，制定相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案。

1.前言

哈爾濱太平國(guó)際機(jī)場(chǎng)現(xiàn)有雙向儀表著陸系統(tǒng)，它的地面設(shè)備包括航向信標(biāo)、下滑信標(biāo)等。其中，下滑信標(biāo)的主要作用是給進(jìn)近和著陸的飛機(jī)提供與地面成一定角度的下滑道（仰角）信息，即對(duì)飛機(jī)提供垂直引導(dǎo)（上/下引導(dǎo)）。

圖1 下滑信標(biāo)反射區(qū)積雪、結(jié)冰

哈爾濱地處亞寒帶，冬季寒冷漫長(zhǎng)，夏季短暫涼爽，春、秋季氣溫升降變化快。從多年觀察分析可以看出，冰雪天氣（尤其是雨夾雪）對(duì)下滑信標(biāo)影響較大。冰雪天氣會(huì)造成下滑信標(biāo)反射區(qū)積雪、結(jié)冰等，如圖1所示，下滑反射面自身特性和下滑天線有效地面會(huì)產(chǎn)生變化，從而導(dǎo)致下滑道上下的ddm值隨之改變，或下滑角的變化量超出規(guī)定容限等。因此，在日常工作中，我們須加強(qiáng)防范意識(shí)并制定周密的應(yīng)急預(yù)案。

2.理論分析

零基準(zhǔn)天線陣是一種最基本的下滑天線，下面就以它為例做詳細(xì)分析，其他兩種天線的理論分析與其類似。

2.1 H／h＝2∶1

ddm通用公式：

其中，θv是至信號(hào)接收點(diǎn)的任意仰角，m是邊帶波（Ecs）和載波（Ec）的峰值幅度之比，A是SBO天線中邊帶信號(hào)和CSB天線中邊帶信號(hào)的電流之比，H°和 h°分別為上、下天線離地高度，H°和h°應(yīng)該以2∶1的比率變化，以保持常數(shù)。

當(dāng)θv→0o時(shí)，求導(dǎo)：

當(dāng)H／h＝2∶1時(shí)，ddm的上限出現(xiàn)在載波信號(hào)的零點(diǎn)，在θv＝0θ和θv＝2θ處，上限為4mA；且邊帶信號(hào)的零點(diǎn)即等于載波信號(hào)的零點(diǎn)，為旗告警，沒有假下滑道。

2.2 H／h＜2∶1

冰雪天氣導(dǎo)致有效地平面降低后，使下天線相對(duì)變化率大于上天線相對(duì)變化率，即導(dǎo)致H／h<2∶1。

例如：上天線的高度H＝30英尺、下天線的高度h＝15英尺，高度比H／h＝2∶1。若有效地平面降低2英尺，則H變?yōu)?2英尺、h變?yōu)?7英尺，H／h < 2∶1。

圖2 有效地平面降低后的輻射場(chǎng)型

其輻射場(chǎng)型如圖2所示，兩副天線的相對(duì)高度均有所增加，使兩副天線的輻射場(chǎng)型均有所降低；尤其是邊帶天線的高度增高，使實(shí)際的下滑角θ’降低，下滑道寬度變窄。

2.3 H／h＞2∶1

冰雪天氣導(dǎo)致有效地平面上升后，導(dǎo)致H／h＞2∶1。其輻射場(chǎng)型如圖3所示，兩副天線的相對(duì)高度均有所減小，使兩副天線的輻射場(chǎng)型均有所提高；尤其是邊帶天線的高度降低，使實(shí)際的下滑角θ’升高，下滑道寬度變寬。

圖3 有效地平面上升后的輻射場(chǎng)型

3.實(shí)際案例

某日，技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)GP23、GP05外場(chǎng)監(jiān)控器維護(hù)告警，立即向主管領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)，隨即三人迅速趕赴現(xiàn)場(chǎng)，一人在監(jiān)控室留守。到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，由于雪情較大，且地面積雪迅速結(jié)冰，造成反射區(qū)本身特性及其有效地面發(fā)生急劇變化，導(dǎo)致雙機(jī)關(guān)閉，技術(shù)人員立刻通知塔臺(tái)停止使用。此時(shí)，從維護(hù)端觀察到GP23、GP05的航道ddm值已迅速偏離至0.066、0.046，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出容限。技術(shù)人員即刻請(qǐng)示主管領(lǐng)導(dǎo)，聯(lián)系機(jī)場(chǎng)相關(guān)部門對(duì)下滑反射區(qū)進(jìn)行除冰雪工作。冰雪清除后故障排除，設(shè)備恢復(fù)正常，聯(lián)系塔臺(tái)管制室。

4.應(yīng)急預(yù)案

根據(jù)哈爾濱機(jī)場(chǎng)自身特點(diǎn)和工作經(jīng)驗(yàn)，我們制定發(fā)生冰雪天氣時(shí)的應(yīng)急預(yù)案。

4.1 下滑反射區(qū)積雪或結(jié)冰可能導(dǎo)致設(shè)備告警關(guān)機(jī)

(1)技術(shù)人員及時(shí)向氣象部門了解天氣情況。若可能出現(xiàn)冰雪天氣，及時(shí)向上級(jí)匯報(bào)，部門根據(jù)具體情況增強(qiáng)值班力量；

(2)技術(shù)人員向氣象部門了解可能降雪的時(shí)間，至少一人在監(jiān)控室留守，其余人員提前趕赴主降方向，觀察監(jiān)控器數(shù)據(jù)；

(3)發(fā)現(xiàn)監(jiān)控器數(shù)值偏離正常值時(shí)，請(qǐng)示部門主管領(lǐng)導(dǎo)，是否需要清除下滑反射區(qū)內(nèi)的冰雪。若需要，聯(lián)系塔臺(tái)管制室；

(4)清冰雪工作期間，至少一人在信標(biāo)臺(tái)站內(nèi)觀察數(shù)據(jù)，至少一人對(duì)機(jī)場(chǎng)相關(guān)部門的除冰雪工作進(jìn)行監(jiān)督；

(5)處理完成后，聯(lián)系塔臺(tái)管制室；

(6)技術(shù)人員在信標(biāo)臺(tái)站留守期間，適時(shí)聯(lián)系塔臺(tái)管制室，詢是否改變主降方向。若改變主降方向，則及時(shí)趕赴相應(yīng)信標(biāo)臺(tái)站進(jìn)行處理。

4.2 下滑反射區(qū)積雪或結(jié)冰導(dǎo)致設(shè)備告警關(guān)機(jī)

(1)技術(shù)人員立即通知塔臺(tái)管制室，設(shè)備停用。

(2)技術(shù)人員向部門主管領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)故障時(shí)間及現(xiàn)象，并按部門安全信息管理制度通知各相關(guān)單位。

(3)技術(shù)人員立即趕赴現(xiàn)場(chǎng)，請(qǐng)示部門主管領(lǐng)導(dǎo)，聯(lián)系機(jī)場(chǎng)相關(guān)部門清除下滑反射區(qū)內(nèi)的冰雪。

(4)至少一人在信標(biāo)臺(tái)站內(nèi)觀察數(shù)據(jù)，至少一人對(duì)清冰雪工作進(jìn)行監(jiān)督。

(5)處理完成，設(shè)備恢復(fù)正常后，通知塔臺(tái)管制室。

5.結(jié)束語(yǔ)

哈爾濱冬季冰雪天氣頻繁，為了預(yù)防冰雪天氣影響設(shè)備正常工作，我們技術(shù)人員常年頂風(fēng)冒雪奮戰(zhàn)在第一線，才保障了設(shè)備多年來的正常穩(wěn)定運(yùn)行。目前，仍然有一些需要深入研究分析的工作難點(diǎn)和技術(shù)課題，我們會(huì)在實(shí)踐中不斷摸索和探討，力爭(zhēng)為飛行安全提供良好保障。