用毫米波雷达清理跑道垃圾

飞行中有很多“看不见的”风险因素，我们大多数人可能都认为是理所当然的，包括经常躺在跑道上的东西。例如，在英国伯明翰机场，来自三架不同飞机的机组人员最近报告说，在降落过程中几次险些撞上飞机后，他们在跑道上看到了一个物体。显然在日常维护中一架七英尺高的梯子从卡车后面掉了下来降落在触地区(飞机降落时的第一个接触点)。在第三架飞机报告看到碎片后，停机坪被完全关闭，以确定并移除梯子，梯子的角度可能会对飞机造成相当大的损坏。多亏了机组人员的快速观察，这一事件得以圆满结束。但是你看不到的碎片会发生什么呢?

最致命的空难可能发生在2000年，当时一架超音速协和客机从巴黎戴高乐机场起飞5分钟后坠毁。经过调查，我们发现坠机的原因是一块42厘米长的金属它从前面的一架飞机上掉到跑道上，击穿了油箱，导致飞机起火，机上人员全部遇难。为了确保这种和其他与碎片有关的事件不再发生，日立国材电气公司参与了一项政府项目，开发用于探测跑道上异物的毫米波雷达使用Ansy万博s软件和高性能计算解决方案．

日立国赛电气有限公司总部位于日本东京，是一家生产广播系统、安全监视系统、无线通信和信息系统的公司。其用于外国目标探测的毫米波雷达系统的工作得到了日本内务和通信部(MIC)的政府项目“先进无线电频谱的研究和开发”的支持。

它是一只鸟。这是一架飞机。是残友?

外来物体碎片，简称“FOD”，是机场垃圾的专业术语。它可以被归类为机场环境中对降落、起飞或滑行的人员或飞机构成风险的任何东西，无论是飞机上的金属脱落、岩石、建筑材料、行李碎片、地面设备甚至维修车辆。不管看起来多么无伤大雅，这些碎片都可能对机场跑道、货机停机坪、滑行道和助跑垫上的飞机造成重大损坏。根据波音公司的说法，由于这种物质造成的损害，航空航天业每年损失约40亿美元，如果吞食这种物质，它会卡住发动机，在起飞和降落时割伤飞机轮胎，并进入飞机机制，使其无法使用。

当你考虑到进出机场的航班数量，再加上恶劣天气和夜间条件下能见度不足，机场对交通繁忙的地面区域进行检查——无论是开车还是步行——都是不切实际的。即使有足够的工作人员，由于位置和大小，一些物体也存在被忽视或完全错过的固有风险。正确的雷达系统可以帮助降低这些风险，更快、更准确地探测到难以找到的金属物体，比如协和号坠机事件中涉及的物体。最近，在Ansys软件的帮助下，日立国赛电气(Hi万博tachi Kokusai Electric)参与了一项政府项目，开发用于探测跑道上FODs的毫米波雷达，以提高安全性并减少损失。

大型电气问题需要Ansys软件解决方案万博

日立国赛电气(Hitachi Kokusai Electric)与马来西亚机场(雪邦)和马来西亚科技大学(UTM)合作，着手开发一个系统，该系统将在马来西亚首都吉隆坡国际机场进行初步测试和实施。在测试过程中，他们确定，考虑到他们试图解决的问题的电气尺寸，万博Ansys基于为这一分析提供了最有效的求解技术。在HFSS高频软件解决方案的功能中，团队主要依赖基于矩量(MoM)的HFSS积分方程(IE)方法求解器，以及SBR+求解器的渐近功能，可以非常有效地处理大型模型。HFSS在一个集成的用户界面中为一系列分析尺度提供了多个求解器，使不同的求解器可以用于不同的分析目的。通过在一个工具中使用各种求解器，日立国色电气的工程师可以根据他们的分析目标在HFSS中使用不同的分析方法。

由于异物探测系统是为探测小型金属异物而设计的，雷达截面(RCS;为了研究系统中的干扰，并实现与邻近频率的地球探测卫星的频率共享，需要飞机的双基地)。使用HFSS射击和反弹射线(SBR+)求解器使日立国赛电气在90 GHz模拟大型飞机。在这种情况下，HFSS被用于雷达横截面(RCS)计算，即那些涉及目标所看到的等效面积的计算，用于系统评估，以考虑飞机在跑道上的存在所产生的潜在干扰。

Hitachi Kokusai Electric高级工程师Nobuhiko Shibagaki表示:“由于我们分析的性质，有必要对整个分析空间进行网格(表示)。在这种情况下，我们使用Ansys HFSS-万博IE求解器或SBR+求解器，可以有效地处理大型模型。HFSS提供的求解器可以根据分析的规模实现，并在集成的用户界面中使用，因此很容易根据分析的目的使用不同的求解器。”

考虑到乘客和机组人员的利益，我们的目标是实现最高水平的FOD检测。将日立国色电气的光学监视摄像机系统与线性单元雷达系统相结合，形成了完整的FOD探测解决方案，与典型的光学摄像机相比，雷达具有出色的覆盖范围、分辨率和夜间概率。该系统沿跑道部署90千兆赫波段的毫米波雷达，利用无线电波对整个跑道进行扫描，以高效、准确地探测金属物体。然后，它报告物体或发现物体的准确位置信息，以避免跑道关闭。

一旦雷达探测到不需要的金属物体，FOD位置信息的系统传输以及高灵敏度相机捕捉到的FOD图像几乎是在瞬间传输的——从探测到500米距离上的3厘米金属片10秒开始。在成田国际机场和吉隆坡国际机场安装的演示系统证实了外来物体探测(FOD)雷达的基本性能。

飞越云端

在系统开发过程中，日立国赛电机发现由于用户之间的冲突，其许可证有时会不足，这使得无法按需运行HFSS分析。万博Ansys云为日立国赛电气提供了一个实用的解决方案，以负担得起的，即付即用的高性能计算环境来应对这些挑战。在Ansys Cloud的支持下，该万博研究在由Microsoft Azure支持的H16mr虚拟机上运行，该虚拟机具有16个Intel®Xeon®处理器内核。使用此Ansys C万博loud on Intel配置，模拟运行速度比内部模拟快20倍，将运行时间缩短至10小时，而在云中运行需要8天半。

S万博hibagaki说:“Ansys Cloud解决了我们有限数量的Ansys HFSS许可证的问题，这有时会阻止我在需要时访问模拟软件。“现在，有了Ansys万博 Cloud，我可以在任何需要快速运行分析的时候使用它。这是一个非常方便的系统，可以让我们有一个理想的机器环境，而不需要巨大的投资。我将在必要时结合本土Ansys HFSS和Ansys Cloud，继续在毫米波雷达的开发中有效地使用HFSS。”万博

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