🧟 📷 🕴🏽 “保存一致”或俄罗斯雷达系统测试中的报告，用于在跑道上搜索异物 🐔 🛌🏿 🧖🏼

这张特维尔地区温和的奥尔洛夫卡机场（ICAO代码：UUTO）的照片实际上非常具有象征意义。俄罗斯历史上第一次加入了一个技术领导者俱乐部，该俱乐部能够设计和生产用于监视跑道上是否存在异物的雷达系统。

从国外制造商那里购买这样的系统并不容易（这些都是零配件项目），而且价格昂贵。除设备价格外，合同还要求支付特定机场的设计费用，安装监督服务，然后-支付系统整个生命周期内的授权服务费用。

垃圾问题是看不见的，但非常相关

在航空史上，有很多情况是从飞机或机场设备的结构掉落的碎片出现在跑道上，并在起飞或降落期间对飞机造成了损害。2000年发生的协和式灾难是一场悲剧，表明了这个问题的紧迫性。

欧盟委员会估计，跑道上的碎片每年给世界航空造成的损失接近130亿美元。这包括航班延误和飞机轮胎外罩的损坏，每一项的费用最高为5,000美元，损坏后必须更换新的。

在波贝达航空公司（Pobeda Airlines），俄罗斯跑道上的垃圾问题也被称为非常相关。

跑道和滑行道上的异物问题在俄罗斯很重要。尽管与欧盟不同，我们不为系统的开发提供资助，但仍有航空公司的投诉。例如，波贝达（Pobeda）航空公司的主管在接受《生意人报》（Kommersant）的采访时说，2019年至少有一百起案件，当时该公司的起落架已损坏。同时，波贝达（Pobeda）的负责人称对跑道的检查是正式的：“官员只是开车或检查地面。” 文章指出，夏季在伏努科沃，每三个小时进行一次检查，冬季则每天至少进行六次检查。

跑道上会发生什么垃圾

在国际惯例中，跑道上的异物称为FOD，即异物碎片（异物）。在这些项目中，最常见的是螺栓，螺母，拉杆，从汽车维修服务中掉下来的工具，轮胎碎片，软管等

，美国联邦航空局（FAA）报告（美国航空管理局，美国联邦航空总署）显示，超过60％的垃圾是由金属制成的物品，还有18％-碎橡胶。同时，物体的主要部分很小，约为3x3厘米。因此，FAA创建了一种方法来评估机场设备使用直径38毫米，高度31毫米（未上漆）的标准金属圆柱体在跑道上发现异物的能力。现在，这种测试已在全世界范围内使用。

参考圆柱体Ø38毫米和高度31毫米

Ø38 31 ( / )

我能说什么-这些制造商的圈子很小，全世界的总数可以从手指上计算得出。四位领导者包括Stratech集团，英国Qinetiq /美国穆格公司，Xsight系统有限公司。 Trex航空系统公司（Trex Aviation Systems Inc）占据了市场收入的近三分之二（来源：FactMr）。这是一个高科技领域，制造公司需要具备无线电定位和光电，数学和机器数据处理方面的能力。

能够检测跑道和滑行道上异物的现代系统使用两种物理原理，包括联合解决方案的形式：
•毫米波段雷达；
•可见光谱和红外光谱的摄像机，包括具有模式识别系统；
•混合雷达+摄像系统。

雷达和摄像头都有其优点和缺点，但是，有一个共同的特性-这种系统本身和在机场基础设施中实施的成本都非常昂贵。

例如，Xsight FODetect系统（在以色列制造，在本古里安机场使用）在实施时需要完全替换跑道边缘的信号灯，因为取而代之的是安装了集成设计，包括手电筒，摄像机和短程雷达。这种系统的功能要求沿着跑道以及整个机场区域铺设地下通讯系统，而最好的这项工作是完全现代化或新建一条跑道。

希思罗机场的Tarsier FOD雷达

希思罗机场Tarsier FOD雷达的位置。资料来源：穆格公司

对于活动和重载跑道的最佳解决方案是一种具有大作用半径的独立雷达形式的解决方案，您可以使用它监视整个条带中的异物，这是公认的。那些。支线机场的短道雷达为一台雷达，国际机场的每线道为2-3雷达。这就是Tarsier跑道FOD检测系统（在美国制造）在希思罗机场运行的方式，整个机场仅使用4台雷达-每条带2台雷达，全长3.7公里。

外国FOD系统和基本设备规格制造商

外国FOD系统制造商和设备的主要特性（作者编写）

SKVPP-76雷达在奥尔洛夫卡飞行实验基地的测试

现在，我们基于特维尔地区奥尔洛夫卡机场的MANS所关注的飞行实验中心进行实验。 2020年3月，圣彼得堡的毫米波雷达制造商DOK公司与MANS合作，在奥尔洛夫卡进行了SKVPP-76雷达控制系统（76 GHz FOD雷达）的全面测试。

在准连续线性频率调制（FMCW）体制下，雷达的工作频率为76 GHz（波长3.9 mm）。工作原理-雷达通过发射和接收的雷达信号之间的频率差确定到目标（目标FOD）的距离。 FMCW DOC雷达的优势在于具有高增益（高达50 dB）的60 cm小型天线。带材上的斑点允许单束光束查看长达2 km的区域。

/ p Orlovka中SKVPP-76雷达的位置图

奥尔洛夫卡机场SKVPP-76雷达的位置图在照片上：奥尔洛夫卡机场

照片：奥尔洛夫卡机场的SKVPP-76雷达

SKVPP-76雷达

鉴于雷达的设计射程最大为1000 m（按此参数被设计为世界市场上同类系统中最好的），而Orlovka跑道（ICAO：UUTO）只有800 m，因此安装了SKVPP-76雷达距跑道边缘（路线“ 06”）40 m处的金属支架高度为3.5 m，距离雷达天线中心的总高度在跑道上方4.7 m。同时，从雷达安装点到跑道远端（路线“ 24”）的距离为910 m。这种设备布置使得可以测试SKVPP-76在接近最大可能距离（根据规格为1000 m）时检测物体的能力。

为了确认雷达能够检测到校准的测试目标，将参考圆柱体放置在跑道表面650 m处，为什么选择650，而不是910 m？在实验过程中发现，在跑道的尽头有一个向下的斜坡，雷达出现了“盲区”。

跑道a / p Orlovka上测试气缸的布局

跑道上测试气缸的布局

雷达控制和读取是通过本地机场网络到装有已安装FieldScanner测试软件的计算机上进行的。 FieldScanner软件使您可以在屏幕上确定跑道上各种物体（包括参考圆柱体）上是否存在标记，从而确认检测到异物的事实。

雷达屏幕截图：左-空跑道，右-带测试缸的跑道

看到此屏幕截图的每个人都会说：“那么您在这里能做什么？” 因此，工程师解释说，该测试软件仅用于回答“雷达是否看到目标”（即，确认来自测试目标的信号高于跑道表面的噪声和反射水平）。在测试软件中，无法清除图像上的虚假目标，例如周围土壤的痕迹，色带，接缝和带盖上的坑洼等。同时，为了可视化检测气缸的检测，给定其较小的尺寸，雷达上的标记增加到监视器屏幕上可区分的像素数。

必须在人工智能模式下的特定跑道上训练工业跑道控制软件。

该雷达的工业跑道控制软件是在人工智能（深度学习）的基础上开发的，在将系统部署到机场之后，此类软件应在特定频段上经过训练模式。经过培训后，该软件将能够识别潜在危险的物体，并将其与错误的目标分开，例如背光元素，颠簸，涂层上的接缝等。雷达的购买者还可以为某些特殊情况订购软件的修订版。

没有好的实验没有问题

一个问题总是准备介入复杂设备的现场试验中，而且往往不是一个问题。在奥尔洛夫卡也是如此。如上所述，在实验过程中，事实证明跑道轮廓在条带的远端处有一个凹陷，因此提供了雷达光束的直接可见性，最长可达720 m，从跑道边缘算起为``06''。其余的跑道长度由于雷达支架高度不足而落入“盲区”-该跑道的凹形碎片没有可见性。
跑道远端表面的能见度约为720 m

跑道远端表面的直接可见度被限制在〜720 m（通过双筒望远镜拍摄）

这是一个无法解释的时刻，但他们并没有开始在雷达下重新制作基座，因为在扫描带钢之前不久，在当地高速公路的平坦公里段检查了雷达，并在此实验中成功找到了圆柱体。为此，将雷达安装在卡车的后部，并在距沥青1公里处放置一个参考圆柱体。雷达很容易检测到这个目标。

1 km直线路段的雷达测试

在直行道路的1 km区域测试雷达在雷达

屏幕截图的下方，可以看到在目标检测范围内仍然有很大的余量-大约1.5 km。但是，超过1 km时，将不再保证检测到线性尺寸约为3 cm的测试目标。

i从圆柱体在雷达上进行道路标记

从位于高速公路上的圆柱体在雷达监视器上标记

如何找到一条干粮给工程师

雷达将要搜索的非校准异物

除了参考圆柱体Ø38mm和高度为31 mm，该实验还演示了检测一组10个不同的非校准物体的情况，这些物体以250 m至650 m的距离排列在一条带上，从边缘算起为“ 06”航向。这些物品包括两把扳手，一瓶液体，锡罐，一圈金属丝和一个橡皮鸭。雷达还

在跑道上很容易检测到扳手。

轻松地在跑道上

找到了一个扳手，雷达还找到了一个

罐子为了不让读者在条带上看到瓶子和罐子的图片，我们可以简单地说一说– SKVPP-76雷达检测到所有10个未校准的异物，这进一步证实了该设备的技术特性及其在此类设备中的适用性任务。

左边是空跑道的雷达图像，右边是有10个异物的跑道

过去和将来-视频

该视频显示了使用SKVPP-76雷达对奥尔洛夫卡跑道的扫描过程。这看起来有些无聊，但对专家而言却不是：雷达定位设备扫描为一系列小的L形运动，包括沿方位角（X轴）旋转并调整天线仰角（Y轴）组成。

在底部的促销视频中，您可以看到内置在机场飞行安全系统中的雷达应如何在“战斗”模式下工作。

SKVPP-76的高射程（能够向左控制1 km，向右控制1 km = 2 km）是该设备市场的重要优势，这使得可以通过本地网络上的单个雷达通过单个连接（包括无线连接）来监视跑道长达2公里。换句话说，该实施将不需要在基础结构上进行大量的土方工程。人们认为，至少1830 m的跑道长度足以容纳重达90吨的飞机，例如空中客车319，空中客车320或波音737-800。

俄罗斯雷达的重要优势是高射程，紧凑的尺寸，高增益天线。根据世界惯例，该项目的路线图提供了与高分辨率摄像机共享雷达的功能。

现在，我们正在等待国内工程师的这个项目完成实施阶段，SKVPP-76雷达将到达俄罗斯机场，以确保飞行安全。

特别感谢MANS关心组织实验的帮助。