VOR/DME程序进近复飞保护区的绘制

Posted 2020-12-13 windspiral

今天尝试画一个典型的VOR/DME进近程序保护区。

读图

某机场VOR/DME进近程序平面图部分如下图所示：

 

该程序剖面图部分如下图所示：

 

分析

该机场采用了偏置导航台布局（导航台在机场内），最后进近方向与跑道方向不致，存在4°的夹角。

中间进近航段（IF至FAF）之间为平飞，高度600米（修正海压）。从剖面图的数据600（533）可以知道，跑道入口（或者机场）的标高为600-533=77米。

最后进近航段（FAF至MAPt）的磁方向为336°，下降梯度为5.0%。

复飞程序的内容为：航空器直线爬升至300米（修正海压）高度，右转重新开始进近，或飞向WUJI导航台加入等待。

以上的位置点都是通过SJW导航台来进行的定位。以IF点为例，D10.0SJW 表示距离SJW导航台10海里（等于18.52公里）。

画图

下面正式开始绘制保护区图形。

1）绘制跑道、导航台以及最后进近航迹。（最后进近方向与跑道不一致，所以航迹线与跑道有夹角）

 

 

2）绘制最后进近航段基础保护区

打开《风螺旋标准模板》软件，在“传统模板”菜单中找到“非精密进近直线段”。打开以后是下面的界面。

 

 

在软件中依次填入IF点、FAF点的位置数据（DME读数），转弯位置先按10海里填写。点击CAD按钮，生成非精密进近的保护区。

3）在CAD中加载生成的保护区文件并调整到位。

加载的文件在CAD中先编成组，移动、修剪时会比较方便。

 

 

加载以后是下面的效果：

 

 

4）计算复飞转弯点位置。

通过航图可以知道，跑道入口标高77米，运行标准中各类机型的最低下降高度（MDA）均为180米（修正海压），复飞转弯高度300米。

复飞点为距离导航台1.7海里的定位点，这个定位点是通过导航信号来确认的，所以存在误差。这个误差的大小按照规范来计算等于1.7*1852*0.0125+460=500米。（实际误差还应考虑DME弧的弯曲度、VOR台的向台引导或是侧向引导等因素，这里进行了简化计算）

点开“传统模板”找到“双风螺旋”菜单，复飞初始段速度按照345km/h来计算，可以得到下面的参数。

 

 

复飞中间航段，飞机开始爬升的位置（SOC Start Of Climb）距离复飞点的距离为：

500+(355.2+19)*18/3.6=2371米。（定位容差加上 以真空速加19km/h的顺风飞行共计18秒的距离）

按照默认的爬升梯度2.5%，从180米爬升至300米共需要（300-180）/0.025=4800米。

以上两步计算的总距离等于：2371+4800=7171米。标注下来，如下图所示。

 

 

5）复飞转弯区绘制

复飞转弯时，高度已经升高，因此，需要按照新的高度和速度来计算转弯参数。默认情况下，D类复飞转弯最大速度为490km/h，通常我们用不到这么高的速度，在这里按照380km/h来计算。

 

 

在这个复飞程序中使用了指定高度转弯。定高转弯时，转弯点没有定位容差，但是有6秒种的飞行技术误差（作图中标识为C容差），根据上图中的计算值为753米。

在CAD图中画出C容差线，它与保护区边界相交，从CAD中可以看到C容差线的长度为5012.4米，把它填写到模板插件中，表示双风螺旋之间的间隔。

点击CAD按钮，生成转弯区的风螺旋，加载到图层中。

 

 

从这张图可以看到，当复飞转弯速度为380km/h时，风螺旋外边界距离SJW导航台过近，保护区看起来会比较难看。从飞行角度来说，若转弯速度过大，二次过台重新开始进近将变得比较困难。通常的解决办法有：限制转弯速度、拉长复飞距离（提高转弯高度或指定点转弯）。

今天的例子中基准方向使用的是CAD正北方向（UNITS命令），所以在模板工具中指定的角度与CAD角度一致，直接插入即可。（多数时候，地图存在一定的投影倾角，需要细微的旋转一下风螺旋插件）

6）回台保护区的绘制

为了让保护区好看一点，在这里选择复飞后飞向WUJI导航台。WUJI台是NDB台，保护区初始半宽为1.25nm。

通过模板软件，绘制一个NDB台的基础保护区加载到图形中。

 

 

找到风螺旋与航迹方向的切点，外扩15°画线得到转弯保护区的外边界。对上面的图形进行整理，得到下面的效果。

 

 

定高转弯时，最早的转弯位置可以是FAF点、或者MAPt，二者的保护区范围差别是很大的。若MAPt前禁止转弯，应在航图中加以标注，避免引起歧义。下图给出了最早转弯点在保护区中的差别，其中考虑了定位容差的大小，以及保护区最大化的原则。

 

 

VOR/DME保护区的绘制过程就是这些内容了，接下来应该进入到障碍物评估的阶段，如果障碍物对程序标准有影响，很可能需要对程序方案及保护区进行调整。通过使用标准模板插件，可以尽量的减少程序变化带来的工作量，并且提高做图的精度和效率。

 

总结

1）非精密进近保护区的结构主要与导航台的位置有关，所以保护区绘制时可以基于导航台位置来进行基础性的设计。

2）定位容差的大小与导航台的位置、数量有着密切的关系，这是传统程序中相对复杂的内容，需要结合导航台布局和使用方式来进行准确的分析。

3）传统制图过程中，比较复杂的是复飞转弯的计算以及转弯区风螺旋的处理。转弯区的计算可以借助Excel表格来快速实现，风螺旋的处理可以采用《风螺旋标准模板》软件来解决，绘图流程更加简洁和准确。

4）风螺旋标准模板软件实现了风螺旋的精确计算与绘制功能，在保护区绘制时，可以减轻转弯区绘制的工作量，提高工作质量和工作效率。

 

试用版软件下载地址：

https://files.cnblogs.com/files/windspiral/WindSpiralStandardTemplate.rar

 

今天就聊到这里了，周末愉快，下次再见！

 

 

以上绘图过程，仅代表个人分析过程，不代表本人所在公司或所处行业的标准流程，请谨慎参考。如有疏漏请及时联系，我们将尽快加以修订。