揪出民航機(jī)場(chǎng)的“隱形搗蛋鬼”

在藍(lán)天白云之間，民航飛機(jī)翱翔天際。然而，在看似平靜的空中，卻隱藏著一個(gè)“隱形搗蛋鬼”——低空風(fēng)切變。它雖然看不見(jiàn)、摸不著，卻時(shí)常給航空安全帶來(lái)不小的挑戰(zhàn)。

低空風(fēng)切變，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是在離地面約600米高度以下，風(fēng)的方向或速度突然發(fā)生變化的現(xiàn)象。它就像空氣中的一股“暗流”，悄無(wú)聲息地改變著風(fēng)的走向和速度。低空風(fēng)切變主要分為垂直風(fēng)切變和水平風(fēng)切變，垂直風(fēng)切變就像空中的“電梯”，讓飛機(jī)在爬升、著陸時(shí)遇到意想不到的阻力；水平風(fēng)切變則像空中的“滑梯”，讓飛機(jī)在降落時(shí)偏離原來(lái)的航向。

低空風(fēng)切變對(duì)航空安全的危害不容小覷，它可能導(dǎo)致飛機(jī)在起飛和著陸階段出現(xiàn)偏差，甚至引發(fā)事故，還可能影響飛機(jī)的穩(wěn)定性和操作性，產(chǎn)生讓乘客感到不舒服的顛簸和失重感。

為了應(yīng)對(duì)這種現(xiàn)象，各地的民航機(jī)場(chǎng)均配備了相應(yīng)的設(shè)施，南京信息工程大學(xué)大氣物理學(xué)院“機(jī)不可失——飛行安全守護(hù)者”團(tuán)隊(duì)研制的測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)，為航空安全進(jìn)一步提供了保障。

陳逸翔是南京信息工程大學(xué)大氣物理學(xué)院在讀博士，也是團(tuán)隊(duì)學(xué)生組負(fù)責(zé)人。南信大是一所以氣象學(xué)科為特色的大學(xué)，通過(guò)課堂上老師講解的專業(yè)知識(shí)，去氣象局、民航空管局實(shí)習(xí)，團(tuán)隊(duì)成員逐步發(fā)現(xiàn)民航機(jī)場(chǎng)晴空條件下大范圍風(fēng)場(chǎng)測(cè)量仍缺乏成熟產(chǎn)品。因此，團(tuán)隊(duì)決定切入這一領(lǐng)域。

陳逸翔介紹，為獲取不同側(cè)重點(diǎn)的氣象要素，民航機(jī)場(chǎng)都有針對(duì)性的設(shè)施，比如風(fēng)廓線雷達(dá)、天氣雷達(dá)、聲雷達(dá)、探空氣球等。這些設(shè)施中，風(fēng)廓線雷達(dá)的探測(cè)距離只有兩三百米；天氣雷達(dá)適合陰雨天使用，它可以探測(cè)空中云層的動(dòng)向，云層往哪飄、速度是多少，然而，一到晴空萬(wàn)里時(shí)，它就像“失明”一樣；探空氣球一般一天向空中釋放兩次，早八點(diǎn)、晚八點(diǎn)各一次，一天只能獲得兩條數(shù)據(jù)，且只能獲取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，沒(méi)法保障機(jī)場(chǎng)繁忙的起降需求。團(tuán)隊(duì)研發(fā)的測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)，其示蹤物是氣溶膠粒子，最適合晴空條件下使用。

團(tuán)隊(duì)瞄準(zhǔn)機(jī)場(chǎng)探測(cè)低空風(fēng)切變的“痛點(diǎn)”，在細(xì)分領(lǐng)域?qū)す饫走_(dá)的性能進(jìn)行優(yōu)化、提升，研制的測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)能夠探測(cè)精細(xì)風(fēng)場(chǎng)、飛機(jī)尾流等氣象數(shù)據(jù)。

測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)涉及多學(xué)科知識(shí)，團(tuán)隊(duì)成員來(lái)自光學(xué)、機(jī)械、電子、算法等不同專業(yè)，他們解決了兩個(gè)問(wèn)題：一個(gè)是分辨率，民航機(jī)場(chǎng)現(xiàn)行的雷達(dá)分辨率普遍在60米到30米之間，測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)將分辨率提升至米級(jí)尺度；另一個(gè)是探測(cè)距離，團(tuán)隊(duì)研發(fā)的測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)最遠(yuǎn)能夠探測(cè)30千米。

樣機(jī)組裝、調(diào)試完成后，團(tuán)隊(duì)將測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)安裝在北京大興機(jī)場(chǎng)、拉薩貢嘎機(jī)場(chǎng)、廣州白云機(jī)場(chǎng)、昆明長(zhǎng)水機(jī)場(chǎng)試用。根據(jù)機(jī)場(chǎng)的反饋信息，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了測(cè)風(fēng)激光雷達(dá)在軟件算法和使用體驗(yàn)方面存在薄弱環(huán)節(jié)，后續(xù)他們會(huì)進(jìn)行針對(duì)性的改進(jìn)，力爭(zhēng)在用戶使用體驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)突破。

參加第十四屆“挑戰(zhàn)杯”中國(guó)大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計(jì)劃競(jìng)賽，陳逸翔收獲頗多：上臺(tái)演講不怯場(chǎng)了，無(wú)論評(píng)委問(wèn)什么問(wèn)題，他都能自如應(yīng)對(duì)；對(duì)項(xiàng)目、產(chǎn)品的商業(yè)化認(rèn)識(shí)更深入了。他說(shuō)，之前只顧埋頭做課題，沒(méi)想過(guò)產(chǎn)品商業(yè)化會(huì)遇到哪些困難。有困難不要緊，最怕的是認(rèn)識(shí)不到要面對(duì)什么。從這個(gè)層面來(lái)看，他覺(jué)得參加“挑戰(zhàn)杯”的經(jīng)歷是很好的成長(zhǎng)機(jī)會(huì)。