本科毕业设计（论文）空客A320系列飞机气象雷达系统故障分析学院机电工程学院专业机械设计制造及其自动化（微电子制造方向）年级班别2010级（2）班学号**********学生姓名邓健伟指导老师杨杰汤旦生2014年5月摘要空中客车A320是欧洲空中客车工业公司研制的一种创新型的飞机，其机载气象雷达是一种颇为有效的气象探测设备,可以探测飞机前方的降水、湍流和地形情况，还能预测风切变等，为人类的飞行活动提供重要的安全保障,是保证飞机飞行安全的重要电子设备之一。
随着人类科学的快速进步发展,雷达技术在民航事业中得到广泛的应用。
气象是影响飞行安全的一个至关重要的因素, 同时恶劣的气象又是飞机失事遇难的重要原因之一。
飞机气象雷达系统用以在飞行过程中实时地探测前方航路上变幻莫测的气象状况，指导飞机沿着安全的路径飞行，保障飞行的舒适性和安全性,所以各大航空公司都重视气象雷达技术的研发。
本课题研究和分析南方航空公司气象雷达系统故障报告，通过对雷达常见故障和对航班延误影响的统计和分析，总结排故经验，希望对日后在GAMECO公司的维修工作有一定得借鉴作用，增长自己的见识，为以后的工作打下坚实的基础。
关键词：空客A320，气象雷达系统，飞行安全，故障分析注：本设计（论文）题目来源于教师的国家级（或部级，省级，厅级，市级，校级，企业）科研项目，项目编号为：AbstractA320 is an innovative aircraft developed by Airbus Company, airborne weather radar is a kind of effective meteorological equipment, that can detect precipitation, turbulence and terrain conditions in front of the plane, can also predict wind shear, etc. To provide important security for human flight activities, is one of the important electronic devices to ensure flight safety. With the rapid progress of human science development, the radar technology has been widely used in civil aviation. Weather is a crucial factors affecting the flight safety, at the same time, the bad weather is one of the important reasons lead to a plane crash. Aircraft weather radar system for real-time detection of the front in the process of flight route on the changeable weather condition, to guide the aircraft flying along a safe path, ensures the comfort and safety of the flight line, so the major airlines attaches great importance to the weather radar technology research and development. This topic research and the analysis of the southern airlines weather radar system fault report, based on radar common faults and the statistics and analysis of the impact of flight delays, sum up the experiences of troubleshooting and hope for future maintenance work in GAMECO company has certain model function, increase my own knowledge, to lay a solid foundation for later work.Key words:Airbus A320, Weather radar system, Flight safety, Fault analysis目录1绪论 (1)1.1课题研究背景及意义 (1)1.2课题研究现状及趋势 (3)1.3本文的主要研究内容 (5)2气象雷达系统一般排故方法 (6)2.1气象雷达系统分析 (7)2.2雷达常见排故方法 (7)3空客A320系列飞机气象雷达系统故障分析 (9)3.1不同机型每月雷达系统故障分析 (9)3.1.1每月故障次数数据 (9)3.1.2故障次数的统计分析 (10)3.2雷达系统不同部件故障分析 (12)3.2.1不同部件故障数据 (12)3.2.2部件故障数据的统计分析 (13)3.3雷达部件故障导致航班延误分析 (15)3.3.1故障导致延误次数数据 (15)3.3.1故障导致延误次数统计分析 (16)4实际案例分析 (19)4.1 COLLINS WXR-701X型气象雷达排故 (19)4.2 HONEYWELL RDR4B型气象雷达排故 (20)4.3气象雷达系统维护措施 (21)总结 (23)参考文献 (24)致谢 (25)附录A (26)1绪论1.1课题研究背景及意义据统计,全球约有四分之一到三分之一的飞行事故都间接或直接与天气有关。
1982年7月9日美国路易安纳新奥尔良机场泛美航空公司的一架飞机正稳稳当当起飞，突然飞机在空中剧烈抖动，并垂直下冲坠毁。
1985年8月2日美国一架Delta航空公司飞机在达拉斯沃思堡机场坠毁。
1994年7月2日美国一架飞机在离北卡罗来纳夏洛特机场几英里处误入暴雨云和风切变，机组想中止降落但没能成功。
2005年8月2日法国航空358航班在多伦多皮尔逊国际机场降落时遭遇风切变，导致飞机冲出跑道起火，飞机完全损失。
2005年10月23日尼日利亚贝尔韦尤航空公司一架客机从拉各斯起飞飞往首都阿布贾时，飞机刚起飞3分钟后就空中爆炸坠毁。
这些空难都与变化无常的恶劣天气气象密切相关，如图1.1由于具有时间短、范围小、强度大等特点，低空风切变被视若机场瘟疫。
夏季是雷雨高发的季节，如果气象雷达频繁故障不仅妨碍航班正点率，还会直接影响航空公司的运营效益。
由此可知拥有性能优越的气象雷达系统对于安全飞行是多么的重要。
图1.1飞机遭遇低空风切变云、风、降雨、雷暴、雾、霾等不良气象都会降低飞机的能见度，影响航空飞行的安全。
气象雷达用于探测气象要素和各种天气现象，被誉为观察气象的千里眼。
民用机载气象雷达的应用与发展极大地提高了气象预报的实时性和准确性。
气象雷达包括测云雷达、测雨雷达、测风雷达及专用于气象探测的雷达设备。
测云雷达主要用于测定云顶、云底的高度,但只能探测云层较薄的中高云层,含水量的低层云只能用测雨雷达探测。
测雨雷达又称天气雷达,是利用雨滴、云状滴、冰晶和雪花等对电磁波的散射作用来探测大气中的降水或云中水滴的浓度、分布、移动和演变过程,还可以探测台风、局部地区强风暴、冰雹和强对流云体等。
测风雷达用来探测高空不同大气层的水平风向、风速以及气压、温度、湿度等气象要素。
如图1.2飞机飞行在空中，气象雷达通过不断扫掠的天线间歇性地向飞行前方及其两侧扇区发射功率强大的脉冲式电磁波信号，无线电波在大气中以接近光波的速度、近似于直线的路径传播，如果在传播路径上遇到了气象目标物就会发生各种相互作用，如大气中云、雾和降水等水汽凝结物会对雷达发射波的散射和吸收；非球形粒子对圆极化波散射产生的退极化作用，无线电波的空气折射率不均匀结构和闪电放电形成的电离介质对入射波的散射，稳定层结大气对入射波的部分反射；以及散射体积内散射目标的运动对入射波产生的多普勒效应等。
图1.2气象雷达系统的用途脉冲电磁波会被以上气象目标物散射到四面八方，其中一部分电磁波能被散射回雷达天线，天线接收产生的雷达回波, 气象雷达回波不仅可以确定探测目标的空间位置、形状、尺度、移动和发展变化等宏观特性，还可以根据回波信号的振幅、相位、频率和偏振度等确定目标物的各种物理特性，例如云中含水量、降水强度、风场、铅直气流速度、大气湍流、降水粒子谱、云和降水粒子相态以及闪电等。
此外，还可利用对流层大气温度和湿度随高度的变化而引起的折射率随高度变化的规律，由探测得到的对流层中温度和湿度的铅直分布求出折射率的铅直梯度，并通过分析无线电波传播的条件，预报雷达的探测距离，也可根据雷达探测距离的超折射等异常现象推断大气温度和湿度的层结。
回波信号在雷达接收机和显示器中经过复杂的处理。
在雷达显示器上显示出气象目标物的空间位置分布和强度等特征,飞行员通过观察导航显示器上显示的图像可以十分方便直接地了解飞机前方数百里范围内的气象和地面情况，选择安全的航路，保障飞行过程的安全性和舒适性。
民用机载气象雷达在雷达领域中占据重要的地位，它发展到现在虽然只有六十多年的历史,但是已经取得了许多引人注目的成就并为航空事业的安全飞行作出不可磨灭的贡献。
民航飞机都是在大气层内运输飞行的,常常有新闻报道机场出现大雾大雨等各种天气气象造成航班延误，这样就会影响航班的正常运营。
据统计，全球由于机场或航路上的天气达不到飞行标准所延误约占航班延误的百分之八十以上，所以大气的千变万化会直接影响到民航运输事业的经济效益和安全保障。
总的来说，气象雷达可提供飞机前方气象情况的准确和连续的图像并以距离和方位的形式显示出来，为机场气象研究提供资料，为飞机改变航道、避开颠簸区域和飞行安全提供保障,保障飞行的安全。
1.2课题研究现状及趋势中国民航总局在“八五”和“九五”期间投人了大量的人力物力，用于人才的培养，用于新型高科技气象雷达的研发和用于气象雷达设备的制造，使中国民航的气象服务质量得到较大的改善。
我国气象服务水平还在不断进步的过程中，目前的总体技术水平已接近于发达国家，并且还需要继续加大投入争取早日赶超发达国家的技术水平。
随着经济的发展，对于民航事业的需求也日益增加，导致飞行过程的安全性、舒适性及经济性显得异常紧要，气象雷达是民航飞机必需具有的重要电子设备。