Enav S.p.a. · MIL:ENAV
Enav — Technical Presentation (September 2005)
29 slides from Enav's technical presentation, Sep 19, 2005
Slide 1: Convegno ENAC ENAV GESAP sul Wind Shear
Convegno ENAC ENAV GESAP sul Wind Shear Palermo, 19 settembre 2005 Andrea Caroni, Gaspare Galati, Gabriele Pavan Università di Roma “Tor Vergata” “Sistema Integrato di Palermo: Algoritmi di Trattamento ed Integrazione Dati” Richiami sui fenomeni Sistemi di rilevamento Un semplice modello per v
Slide 2: Il fenomeno del WIND SHEAR
Il fenomeno del WIND SHEAR Wind Shear orografico: separazione del flusso del vento con lo sviluppo di un vortice vicino alla montagna Sviluppo di un vortice secondario (rotor shear) anche a 8 - 9 NM dalla montagna
Slide 3: Il fenomeno del WIND SHEAR
Il fenomeno del WIND SHEAR Gust front: Flusso d’aria generato da celle temporalesche che si espande radialmente a contatto con il terreno Microburst: Raffica discendente avente una velocità differenziale di almeno 10 m/s su distanze minore di 4 Km con uno shear di 0.0025 s-1
Slide 4: Il fenomeno del WIND SHEAR
Il fenomeno del WIND SHEAR vento a 3000 ft 30-40 kt rotore sottovento ad asse orizzontale
Slide 5: Il fenomeno del WIND SHEAR
Il fenomeno del WIND SHEAR “convergenza di massa SAAW - area di color blu___ Palermo Punta Raisi eee mete —— 23 ottobre 1996 1050Z pista in uso 07 83 Photo furnished by CT Armando Carlino
Slide 6: Effetti del Wind Shear sul volo
Effetti del Wind Shear sul volo In presenza di wind shear l’aeromobile assume traiettorie diverse da quelle nominali
Slide 7: Il Wind Shear in Italia (11 siti)
Il Wind Shear in Italia (11 siti) Ogni sito ha le sue peculiarità ! • Albenga • Alghero • Bari • Catania • Fiumicino • Genova • Malpensa • Napoli • Olbia • Palermo • Reggio Calabria
Slide 8: Sistemi di Rilevazione del Vento
Sistemi di Rilevazione del Vento LLWAS: Low Level Wind Shear Alert System, rete di anemometri posizionati lungo le piste di atterraggio/decollo NB: Rilevamenti a bassa quota TDWR: Terminal Doppler Weather Radar NB: Rilevamenti ad “alta” quota - necessità di traccianti AWOS: Automatic Weather O
Slide 9: Modello semplificato per Wind Shear: Vortice ad Anello
Modello semplificato per Wind Shear: Vortice ad Anello (“Ring-Vortex”) Woodfield & Vaughan “Ring Vortex model” (1982)
Slide 10: Vortice ad anello: Campo di Velocità
Vortice ad anello: Campo di Velocità Ring Vortex primario Z Regioni caratteristiche per il Γ modello ring-vortex R Γ v V Zref R C #3 #3 #1 H V #2 #2 z Γ Γ #1 Regione centrale del downburst #3 VZref #3 #3 Nucleo #1 HV #2 Regione non rotazionale (esterna)
Slide 11: Estensione del modello Ring-Vortex al Wind Shear orografico
Estensione del modello Ring-Vortex al Wind Shear orografico RV1 VRef1 HV1 XG3 C RV3 ZG 3 V Ref3 VRef2 RV 2 RV 2 HV3 Y G3 HV2 -HV 2 -HV 1 RV1
Slide 12: Simulazione di una rete di anemometri
Simulazione di una rete di anemometri 3 5 4 5 25 6 20 2 3 7 07 11 2 8 10 02 1 9 Nuovo posizionamento delle stazioni anemometriche Copertura della futura rete di anemometri
Slide 13: Elaborazione nel LLWAS
Elaborazione nel LLWAS U Piano π di equazione u= ∂u x+ ∂u y+ ∂u Velocità radiale e verticale di una ∂x ∂y ∂z microburst per un punto ad una quota Hg di 99 m, un Hv di 300 m ed un Rv di 800 m uC uA yA yB yC xC Y C xA uB A xB B X A, B, C = Stazioni anemometriche
Slide 14: Esempio di simulazione
Esempio di simulazione ANEMOMETRO COMPONENTE u (m/s) COMPONENTE v (m/s) COMPONENTE z (m/s) 1 0.0025 0.0006 0.000039 2 0.0047 - 0.0007 0.000087 3 0.0178 - 0.009 0.00054 4 0.13 - 0.06 0.0073 5 1.9 - 3.4 0.49 6 0.15 3.8 - 0.91 7 1.13 0.51 0.14 8 0.035 0.019 0.0013 9 0.005 0.0026 0.0001 10 0.012 0.0017
Slide 15: Esempio di simulazione (cont.)
Esempio di simulazione (cont.) TRIANGOLI ECCESSO DI SHEAR (divergenza) s-1 ECCESSO DI SHEAR (convergenza) s-1 #1 0 0 #2 0 0 #3 0 0 #4 0 0 #5 0 0 #6 0 0 #7 0 0 #8 0 - 0.0022 #9 0 - 0.0036
Slide 16: Uso di un radar meteo: Meteor 1500 C
Uso di un radar meteo: Meteor 1500 C
Slide 17: Traccianti (bersagli) radar
“Traccianti” (bersagli) radar Pioggia Nebbia, aerosoli Polvere (dal terreno, da manufatti e attività umane) - diverse costanti dielettriche Variazioni dell’indice di rifrazione (costante di struttura, teoria dei vortici)
Slide 18: Scansione del radar
Scansione del radar R ⋅θ 3dB = R ⋅φ3 dB Sens o della scansione Sentiero di discesa Pista d’atterraggio Po sizione Radar meteo Po sizione Radar meteo Senso della scansione azimutale Sentiero di discesa Pista d’atterraggio 2 ⋅ R ⋅ φ 3d B DISTANZA R (Km) R ⋅φ 3dB = R ⋅θ 3dB (m) N posazimutali N totali
Slide 19: Portata del Meteor 1500
Portata del Meteor 1500 Volume in elevazione coperto da un METEOR 1500C per uno shear con turbolenze aventi costante di 3⋅10-13 m-2/3 e tilt d’antenna di 0.5° (riquadro superiore) e 1.5° (riquadro inferiore)
Slide 20: Portata del Meteor 1500 (cont.)
Portata del Meteor 1500 (cont.) Un METEOR 1500C può essere utilizzato per rilevare, in ambito aeroportuale, i seguenti casi di shear in aria chiara: Shear associato ad aerosol con riflettività di -20 dBZ su una distanza di 18 Km. Shear associato a polvere (secca, di tufo o di asfalto) con riflet
Slide 21: Necessità di un Sistema Integrato
Necessità di un Sistema Integrato Necessità di dover monitorare un vasto Integrazione di volume: differenti Tecnologie 20 - 23 Km di lunghezza 600 m di altezza
Slide 22: Architettura del Sistema - livelli concettuali
Architettura del Sistema - livelli concettuali L’architettura del sistema può essere schematizzata secondo quattro livelli logico - funzionali: Sensori ed acquisizione dei dati Elaborazione, filtraggio e distribuzione dei dati Presentazione dati su postazioni operative ATS Presentazione dati
Slide 23: Architettura del Sistema – livelli reali
Architettura del Sistema – livelli reali LLWAS TDWR LIDAR RWP SODAR SIRF INTERFACCIA INTEGRATA METEO ATS
Slide 24: Diagramma Generale del sistema integrato
Diagramma Generale del sistema integrato LLWAS SODAR/RASS TDWR AWOS LLWAS server SODAR server RDP AWOS server Data Fusion Archiving (D-)ATIS subsystem Local ATC users Other local users Remote users CWP Workstation Workstation
Slide 25: Livelli di integrazione
Livelli di integrazione Tre possibili tipi di integrazione: Integrazione a livello di messaggi (ML) Integrazione a livello di prodotti (PL) Integrazione a livello di dati (DL)
Slide 26: Integrazione di messaggi
Integrazione di messaggi Alert Workstation Integrated Alert Elaboration Workstation Alert Alert Workstation Alert Alert Data Data Data Data Elaboration Elaboration Elaboration Elaboration Data Data Data Data Sensore 1 Sensore 2 Sensore 3 Sensore N
Slide 27: Integrazione di Prodotti/Dati
Integrazione di Prodotti/Dati Integrated Alert Workstation Product Product Product Data Elaboration Integrated Products Workstation Product Workstation Data Data Data Data Data Elaboration Elaboration Elaboration Elaboration Data Data Data Data Data Data Data Data Sensore 1 Sensore 2 Sensore 3 Senso
Slide 28: Risultati e Prospettive
Risultati e Prospettive Sviluppo di un sistema flessibile e idoneo a diversi siti e diversi budget, con un approccio incrementale (per fasi). Ogni fase fornisce un prodotto validato e pronto per l’uso operativo. Sistema progettato con caratteristiche di espandibilità e scalabilità (diverso da
Slide 29: Grazie per l’attenzione...
Grazie per l’attenzione...