基于k最近邻的激光雷达飞机尾涡识别
2020-07-08潘卫军吴郑源张晓磊
激光技术 2020年4期
潘卫军,吴郑源,张晓磊
(中国民用航空飞行学院空中交通管理学院,广汉618307)
引 言
飞机尾流是飞机产生升力的必然产物,主要是由翼尖涡流构成。当后机进入前机尾流影响区域时,可能会发生滚转、掉高度等危险情况[1]。当前机相对后机质量更大时,该现象变得尤为明显[2]。因此,国内外学者对飞机尾流演化机理进行了充分的研究,国内外民航组织均制定了相应的尾流间隔标准,美国和欧盟也开发了相应的飞机动态尾流间隔系统[3-6],用于保障航班安全。
针对飞机尾流的研究方法主要包括拖曳水池试验、风洞试验、计算流体动力学数值模拟和使用测风设备直接探测等。考虑到尾流的形成和消散会受到环境因素的影响,前3种方法研究的均是固定的参量下的尾流演化机理,而实际大气并不是均匀的理想气体,即使是考虑一定范围,还是会存在差异。因此通过结合机场当地测定的影响飞机尾流的参量,使用测风设备对飞机起降过程中的尾流进行研究,能够较为准确地分析和刻画出特定机场的飞机尾流特性。
激光雷达测风设备具有高精度、高准确率的特点,国内外学者均使用激光雷达对飞机尾流进行大量的研究。HANNON等人使用脉冲相干激光雷达对飞机尾涡进行探测,并通过理论分析和实验结果相验证[7]。HARRIS等人使用连续波激光雷达对飞机尾涡进行探测[8]。XU等人从对称性、展宽性以及反比性3个特性来分析尾涡识别方法[9],但未使用实地探测的数据进行验证,且判定是否存在尾涡时,需要对3种特性的设定门限值,在实践过程发现门限值较难设定。……
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