风标设计2024中的主副区计算
风标设计2024中提供了主副区结构的自动化评估功能,通过本文,对这部分功能的使用方法进行介绍。
一、背景知识
主副区结构是飞行程序设计中的一个基础概念,它的形式受导航设备、导航规范以及飞行阶段的影响。具备航迹引导的直线段的飞行程序保护区,通常会是类似下图中的结构。
直线段的保护区主要考虑导航精度的影响以及航迹分布的概率。在ICAO飞行程序规范中,直线段主、副区的宽度在保护区中各占一半。主区范围涵盖95%的概率分布,加上副区后,范围涵盖99.7%的概率分布。由于航空器出现在副区的概率较小,因此,副区的超障余度(MOC Minimum Obstacle Clearance)随着距离主区越来越远而逐渐减小。障碍物高度加上它所在位置对应的MOC,就是飞越该障碍物的最低超障高度OCA。一个直线航段中,所有障碍物中最高的OCA就是安全飞越该航段所需保持的最低安全高度。
不同的导航规范(传统、PBN),不同的飞行航段(离场、进场、进近),直线段的保护区形态是不同的。主要的区别在于起点(终点)的宽度、以及不同航段中的超障余度。
二、2024版中的软件界面
风标设计2024版中以最小化的主副区结构为蓝本,通过指定起点与终点的位置、宽度、MOC,来自动化计算评估该航段中的超障高度OCA。
按钮1、2用来在屏幕中指定起点和终点的位置。
按钮3、4用来在屏幕中指定宽度。
MOC通过手工输入的方式填写进去。起点和终点的MOC可以是不一样的,比如复飞航段起始爬升点SOC和它之前的部分,MOC通常是从30米递增至75米。
按钮5(屏幕数据),用来读取当前文件中所有的点(包含隐藏图层中的点),将这些点数据汇总至表格中。
按钮6(入口坐标系),将屏幕中的XY坐标值,转换为以起点为零点的直角坐标系中的坐标值。坐标轴按照下图中所示的方向来表示。
通过RandomPoint命令随机增加一些高程点,然后,依次点击“屏幕数据”、“一键评估”即可看到评估结果。
窗口中的CAD按钮用来在当前文本中绘制保护区范围。
窗口中的KML按钮用来将保护区范围输出为KML格式,可用于其它三维地球软件进行展示。KML功能需要当前文档中设置有地理坐标系,单纯的CAD绘制与自动化评估不需要用到地理坐标系。
三、精密进近中间航段的评估
屏幕中有一个“精密中间段”选择框,它是用来对精密进近中间航段的副区进行自动化评估。
如上图所示,精密进近的中间航段副区是一个三角形结构,副区MOC从主区的150m逐渐递减至0m。评估时,软件中默认IF点为起点,FAF点为终点,IF点的半宽为9260m,FAF的宽度由OAS面来决定。
四、其它的注意事项
注意事项:复飞航段中的OCA应减去复飞爬升带来的高度(安全裕度),该高度可通过障碍物距SOC的距离乘以复飞梯度得到。当前版本中,仅按照障碍物高度加MOC来计算OCA。
当前版本中,起点与终点的Z值仅用于输出KML时使用,CAD绘图及评估中均未涉及起点与终点的高度。
总体来说,主副区评估功能的设计初衷,是让它更像是一把通用的测量尺,随时可以对非精密进近航段的越障情况进行“测量”。可以用在设计阶段,对直线航段进行快速的分析,或者是障碍物计算结果的检查。
新的一年里,计划对《风螺旋标准飞行程序设计2024版》进行一轮快速的迭代升级,欢迎大家提供反馈信息,欢迎加我个人微信交流创意。