Es gibt drei gängige Arten von Wetterhilfen, die in einem Flugzeugcockpit verwendet werden und oft als Wetterradar bezeichnet werden:
1. Tatsächliches Bordradar zum Erfassen und Anzeigen von Wetteraktivitäten;
2. Blitzdetektoren; und
3. Satelliten- oder andere Wetterradarinformationen, die von einer externen Quelle in das Flugzeug hochgeladen werden.
Bordwetterradarsysteme sind in Flugzeugen aller Größen zu finden. Sie funktionieren ähnlich wie ATC-Primärradar, außer dass die Funkwellen von Niederschlag statt von Flugzeugen abprallen. Dichter Niederschlag erzeugt eine stärkere Rendite als leichter Niederschlag. Der bordeigene Wetterradarempfänger ist so eingerichtet, dass er starke Echos rot, mittlere Echos gelb und leichte Echos grün auf einem Display im Flugdeck darstellt. Wolken schaffen keine Rendite. Magenta ist der Darstellung intensiver oder extremer Niederschläge oder Turbulenzen vorbehalten. Einige Flugzeuge haben einen speziellen Wetterradarbildschirm. Die meisten modernen Flugzeuge integrieren eine Wetterradaranzeige in die Navigationsanzeige(n). Die Abbildung zeigt Wetterradaranzeigen, die in Flugzeugen gefunden wurden.
Funkwellen, die in Wetterradarsystemen verwendet werden, liegen im SHF-Bereich wie 5,44 GHz oder 9,375 GHz. Sie werden von einer Richtantenne, die sich normalerweise hinter einem nichtmetallischen Nasenkonus befindet, nach vorne aus dem Flugzeug gesendet. Es werden Impulse von etwa 1 Mikrosekunde Länge übertragen. Ein Duplexer im Radar-Transceiver schaltet die Antenne für etwa 2.500 Mikrosekunden auf Empfang, nachdem ein Impuls gesendet wurde, um alle Rücksendungen zu empfangen und zu verarbeiten. Dieser Zyklus wiederholt sich und die Empfängerschaltung baut ein zweidimensionales Niederschlagsbild zur Anzeige auf. Verstärkungseinstellungen steuern die Reichweite des Radars. Ein Bedienfeld erleichtert diese und andere Einstellungen.
Starke Turbulenzen, Windscherung und Hagel bereiten dem Piloten große Sorgen. Während Hagel eine Rückkehr zum Wetterradar liefert, müssen Windscherung und Turbulenzen anhand der Bewegung von erkanntem Niederschlag interpretiert werden. Wenn dieser Zustand bei einem so ausgerüsteten Wetterradarsystem auftritt, wird ein Alarm ausgegeben. Trockenluftturbulenzen sind nicht feststellbar. Bodenechos müssen auch gedämpft werden, wenn die Radarabtastung irgendwelche Geländemerkmale enthält. Das Bedienfeld erleichtert dies.
Bei Wartung und Betrieb von Wetterradarsystemen sind vom Techniker besondere Vorsichtsmaßnahmen zu beachten. Das die Antenne abdeckende Radom darf nur mit zugelassener Farbe gestrichen werden, damit die Funksignale ungehindert passieren können. Viele Radome enthalten auch Erdungsstreifen, um Blitzeinschläge und statische Aufladung von der Kuppel abzuleiten.
Beim Betrieb des Radars ist es wichtig, alle Anweisungen des Herstellers zu befolgen. Körperliche Schäden sind durch die emittierte hochenergetische Strahlung möglich, insbesondere an Augen und Hoden. Blicken Sie nicht in die Antenne eines Senderadars. Der Betrieb des Radars sollte nicht in Hangars erfolgen, es sei denn, es wird spezielles Material zur Absorption von Funkwellen verwendet. Außerdem sollte der Betrieb des Radars nicht erfolgen, während das Radar auf ein Gebäude gerichtet ist oder während des Auftankens. Radargeräte sollten nur von qualifiziertem Personal gewartet und betrieben werden.
Die Blitzerkennung ist ein zweites zuverlässiges Mittel, um potenziell gefährliches Wetter zu erkennen. Blitze geben ein eigenes elektromagnetisches Signal ab. Der Azimut eines Blitzeinschlags kann von einem Empfänger berechnet werden, der eine Schleifenantenne verwendet, wie sie in ADF verwendet wird. Einige Blitzdetektoren verwenden die ADF-Antenne. Die Reichweite des Blitzeinschlags hängt eng mit seiner Intensität zusammen. Intensive Streiks sind in der Nähe des Flugzeugs geplant.
Stormscope ist ein geschützter Name, der oft mit Blitzdetektoren in Verbindung gebracht wird. Es gibt andere, die auf ähnliche Weise arbeiten. Ein spezielles Display zeigt den Ort jedes Schlags innerhalb einer Reichweite von 200 Meilen mit einer kleinen Markierung auf dem Bildschirm an. Im Laufe der Zeit können die Markierungen ihre Farbe ändern, um ihr Alter anzuzeigen. Dennoch weisen mehrere Blitzeinschläge in einem kleinen Bereich auf eine Gewitterzelle hin, und der Pilot kann um sie herum navigieren. Blitzeinschläge können auch auf einem multifunktionalen Navigationsdisplay dargestellt werden.
Ein dritter Typ von Wetterradar wird in allen Flugzeugklassen immer häufiger eingesetzt. Durch die Verwendung von umlaufenden Satellitensystemen und/oder Boden-Up-Links, wie z. B. bei ADS-B IN beschrieben, können Wetterinformationen praktisch überall auf der Welt an ein fliegendes Flugzeug gesendet werden. Dazu gehören Textdaten sowie Echtzeit-Radarinformationen zur Einblendung auf dem/den Navigationsdisplay(s) eines Flugzeugs. Wetterradardaten, die aus der Ferne erzeugt und an das Flugzeug gesendet werden, werden durch Konsolidierung verschiedener Radaransichten aus verschiedenen Winkeln und Satellitenbildern verfeinert. Dies führt zu genaueren Darstellungen der tatsächlichen Wetterbedingungen. Geländedatenbanken sind integriert, um Bodenechos zu eliminieren. Ergänzende Daten umfassen das gesamte Spektrum an Informationen, die vom National Weather Service (NWS) und der National Oceanographic and Atmospheric Administration (NOAA) verfügbar sind. Abbildung zeigt eine Wetterzusammenfassung in Klartext, die in einem Flugzeug empfangen wird, zusammen mit einer Liste anderer Wetterinformationen, die über Satelliten- oder Bodenverbindungs-Wetterinformationsdienste verfügbar sind.
Wie bereits erwähnt, muss zum Empfang eines ADS-B-Wettersignals ein 1090 ES- oder 970 UAT-Transceiver mit zugehöriger Antenne an Bord des Flugzeugs installiert werden. Satelliten-Wetterdienste werden von einer Antenne empfangen, die an die Frequenz des Dienstes angepasst ist. Empfänger sind typischerweise entfernt angeordnet und mit bestehenden Navigations- und Multifunktionsdisplays verbunden. Handheld-GPS-Einheiten können auch über Satellitenwetterfähigkeiten verfügen.
