GP不工作程序三维保护区的绘制
最近在利用居家隔离的时间,准备一些视频课的素材,忽然就想起了GP不工作三维保护区的问题。规范中提供的样例不足以覆盖实际工作中的方方面面,所以很多时候,只能基于规范的基本原理做一些延伸的分析,从三维演示的层面把问题探讨清楚。
首先,第一个问题是飞行程序保护区主、副区和飞机高度之间的关系。
从简化模型的角度来说,如上图所示,飞行程序的保护区应该相当于一个河道,主区是河道的底面,副区是河道两侧底面逐渐抬高的部分。我们所说的超障余度(MOC),实际就是水面到河底的高度,这个高度用来保障轮船不致于搁浅,对飞机来说就是避免与地面障碍物发生碰撞。飞机与轮船的区别在于,飞机是可以在河道之上飞行的,也就是说,河道模型代表的是保护区范围内最低的安全高度,在这个安全高度以上飞过都是安全的。
在传统程序的保护区中,副区的宽度通常都是在变化的,因此,按照标准主副区来理解时会产生很大的困扰,比如下面这张GP不工作的保护区图,它的三维形式是什么样的呢?
按照一般原则,主区按照完整MOC取值,副区MOC逐渐递减至零。那么,副区的边界线,我们要想象成一段高于主区的线段。以中间航段为例,副区的边界线,要比主区高150米。这样的线段绘制出来以后,在其中添加一定的辅助线,就可得到中间航段的三维保护区,是下面的样子(下图中垂直高度放大了10倍,即垂直比例尺是水平比例尺的10倍):
FAF从最早下降点开始画15%的下降面,这部分区域侧方副区的变化情况,规范中并未详细说明,图中这部分内容做了简化处理。图中的15%面也是示意,实际的15%面坡度要比这里的更平缓。
如果我们的保护区是全主区,比如GP INOP的最后进近航段,我们可以假想有一个宽度为零的副区,高度是在主区之上75米。这样我们就会得到一个类似于垂直玻璃墙效果的“副区”,如前图中所示的FAF至SDF之间的效果。
复飞航段的副区更加的复杂,主要是因为复飞的超障余度在变化,同时还需叠加复飞爬升面的升高效果。
这里有三个位置点很关键,复飞点(MAPt)、起始爬升点(SOC)点、转弯点(TP)。复飞点之前的超障余度都是75米(无FAF的情况下为90米),SOC点超障余度为30米,转弯点超障余度为50米。
从SOC向着MAPt方向进行倒推,按照2.5%复飞梯度计算,在SOC之前1.8km处可以找到超障余度为75米的位置点。如果这个位置点超出了MAPt,则这个倒推的过程截止于MAPt,MAPt之前的部分,超障余度仍按75米计算。
找到以上位置点之后,按照副区边界线比主区高出一个MOC的原则,绘制出副区,添加辅助线(副区实际上是一种曲面,直接画曲面有点难),得到下面的效果。
这里的转弯段没有绘制转弯区,所以在C容差线之后继续画了一段侧边的副区,依然按照副区边界比主区高(转弯段是50米)的原则进行。
上面的图有一个小BUG,就是文字标注都标在了“地板”上,实际的飞行高度是在“屋顶”之上的,我们给整套保护区加一个“屋顶”,重新截图是下面的样子。
以上是GP不工作程序三维保护区的制作过程,总结一下,副区的范围比较特殊时,按照副区外边界比主区底面高的原则,可以找到副区实际的形状。飞行程序保护区是用来描述飞行活动的范围,并通过程序设计的方法来确定最低的安全越障高度,实际的飞行高度必须大于等于保护区的越障高度。
以上三维图形通过SketchUp软件绘制得到,下载链接附后,欢迎参考使用,引用一句话“不是为了赚钱,就是交个朋友”。
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提取码:8888
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