第九節 RNP APCH保護區的繪製

飛行程序設計軟件實踐

PBN進近(RNP APCH)程序在民用運輸機場基本上實現了全覆蓋,對於中小機場來說,某個方向上沒有ILS進近程序的情況下,通常優先使用RNP APCH程序。RNP APCH分爲兩類:有垂直引導的APV程序(航圖公佈爲LNAV/VNAV),無垂直引導的非精密進近(NPA)程序(航圖公佈爲LNAV)。

從保護區範圍來看,APV與LNAV使用相同的保護區邊界,就如同ILS與GP INOP程序的關係一樣。不同之處在於,APV程序按照FAS面(相當於OAS面)進行障礙物評估,LNAV按照非精密主副區關係進行評估。

由於政策的原因,目前RNP APCH航圖在AIP資料裏是不公佈的。今天我們參考下面的PBN-ILS程序方案來“設計”一套RNP APCH程序,並對LNAV進近復飛保護區進行繪製。

已知FAF高度700米,入口標高18米,3°下滑角,中間航段長度10.6km。LNAV運行標假定爲MDA 310米,復飛轉彎高度600米,復飛梯度4%,復飛轉彎速度405km/h,復飛轉彎後飛向SY463加入等待程序(原圖中爲飛向SY462)。按照以上條件進行LNAV保護區的繪製。

一、繪製跑道中線、確定FAF位置

打開底圖,加載風標設計插件,使用RCL命令添加跑道中線延長線。使用FAF計算功能。輸入參數,指定跑道入口,指定進近方向,得到FAF位置標記。

二、繪製矩形框與外擴線得到基礎保護區

IF點半寬2.5nm(4630m),FAF點半寬1.45nm(2686m),最後進近航段半寬0.95nm(1760m),復飛點ATT值爲0.24nm(444m),復飛之後保護區每側15°擴張,擴張到半寬1nm(1852m)

使用插件中的矩形框功能,先輸入寬度值,按回車鍵,再指定起點、終點,得到指定的矩形。

使用插件中提供的擴張線功能,沿進近方向分別繪製出30°擴張線、15°擴張線。在FAF位置標記1.45nm半寬的圓,將30°線移到圓與直線的交點處。在MAPt(跑道入口)處,標記以ATT爲半徑的圓,在最近進近保護區兩側放置15°的擴張線。

ATT就相當於復飛點的定位容差,復飛段的保護區從定位容差的最早點開始繪製,計算SOC點時,從復飛點之後的ATT(最晚點)開始繪製。

將全部矩形框打散,使用fillet命令整理線條,在主區邊界的對應位置,添加主區的邊界線。

三、繪製復飛直線段保護區

1、計算LNAV程序的SOC點位置

使用“SOC與C空差計算”功能,輸入復飛初始段的參數,從跑道入口後444米的最晚點,向復飛方向量取SOC距離,得到SOC位置的標記。

2、計算復飛轉彎點位置

使用“離場、復飛轉彎點計算”功能,輸入復飛段的參數,先指定SOC點,再指定復飛方向,得到TP點的位置。SOC點高度310m,復飛轉彎高度600m,復飛梯度4%。SOC至轉彎點(TP)的距離等於(600-310)/4%=7250m 。

3、定高轉彎最晚點的位置計算

使用“SOC與C容差計算”功能,按照轉彎段參數計算C容差位置,該位置代表了定高轉彎最晚點的位置,同時也是轉彎區風螺旋的起點位置。

四、繪製復飛轉彎段保護區

1、從C容差最晚點的主區邊界點繪製風螺旋線

打開風螺旋線窗口,指定轉彎參數,以主區最晚點爲起點(圖中的1點、2點)繪製雙風螺旋。

爲了簡化作圖,本例中復飛轉彎終點改爲IF點南側的SY463。

在風螺旋窗口中輸入初始外擴1852米,取消選中“指定切線”,重複上面的步驟,繪製風螺旋的外擴線。

風螺旋插件在繪製時,若選中“指定切線”,則風螺旋的結束角度通過切線位置自動計算得到(忽略窗口中輸入的終點角度)。若取消“指定切線”,則按照風螺旋窗口中的終點角度進行繪製。

2、繪製15°外擴線

對於PBN定高轉彎保護區,需要對風螺旋線上連接的切線(最晚標稱航跡)進行外擴15°,重新與風螺旋相切,並與假想的下一段保護區進行相交,得到轉彎外邊界保護區。

將前面繪製風螺旋線時得到的切線,外擴1852m兩次(offset命令),得到兩條平行線。將平行線複製並逆時針旋轉15°(RO+C -15°命令),將外擴15°的線條移動到與風螺旋相切的位置,得到上圖的關係。

3、繪製最早轉彎保護區

對於定高轉彎復飛來說,過復飛點之後,就可以假定立刻完成了爬升過程,即刻開始轉向下一航路點。因此,最早轉彎的保護區應從MAPt的定位容差(PBN中的ATT)最早位置開始繪製。本例中,由於轉彎角度較大,從跑道入口北側的復飛點最早ATT開始繪製,保護區範圍最大。

具體繪製方法是,先連接MAPt主區最早點(圖中1點位置)與下一航路點SY463。將連線做爲假想的最早標稱航跡,外擴1852米兩次,得到主副區邊界線(圖中的藍色線條)。假想的最早航跡外擴15°,分別從MAPt主區最早點(圖中的1點)、副區最早點(圖中的2點)引出,得到圖中洋紅色線條。

線條之間進行相交操作(Fillet命令),整理之後得到RNP APCH進近、復飛的完整保護區。

在過去的飛行程序課堂練習中,轉彎區的風螺旋是畫圖的難點,往往是畫着畫着就忘了畫到哪了。風螺旋是一種特殊的螺旋線,飛行程序中用它來表示轉彎區的外邊界,在瞭解了風螺旋的含義之後,把畫圖的重點轉移到保護區的繪製原理上來,減少不必要的繁瑣步驟。可以更清晰明瞭的表達飛行程序設計的真實意圖,增加初學者學習的興趣和信心。

希望風標設計2023【社區版】能夠成爲院校專業學習的首選練習軟件,結合國產CAD的使用,實現設計全流程的軟件正版化與國產化,提高設計實踐的效率和準確性。

可能大家也發現了近期的軟件實踐介紹文章,只側重於基礎保護區的繪製,對於障礙物的評估計算並未涉及。從軟件規劃來考慮,基礎繪圖功能是【社區版】想要解決的問題,輔助計算是【專業版】中的核心價值。社區版面向學生團體和初學者,將免費提供使用。專業版面向行業內的商業用戶,不建議個人購買,歡迎院校或企業客戶聯繫採購。

【社區版】插件的內容介紹到今天剛好九節,就此結束了。後續計劃邊做軟件升級,邊寫介紹文章,以【專業版】的功能爲基礎進行障礙物評估計算相關的介紹。

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