PBN三板斧之飛越轉彎TF/CF航段


數據庫編碼在航電系統中的作用是毋庸置疑的,對於編碼的理解往往需要結合應用場景來進行分析,必要的時候還需要放到模擬機中進行驗證,才能夠真正找出飛行程序設計與機載系統的最終解釋之間的差別。

今天要聊的飛越轉彎銜接TF/CF航段的話題,是在今年一次研討會議中,讓我覺得眼界打開,對個人的程序設計理念都產生了很大觸動的一個問題。

TF與CF航跡編碼從字面意思來看只有一字之差,TF(Track to a Fix)沿航跡至定位點,CF(Course to a fix)沿航徑至定位點。

首先它們的應用場景是不同的,TF編碼作爲最普遍使用的編碼方式,簡單來說是用在點到點的航段連接中。

CF編碼過去常用在最後進近,但目前最後進近主用TF編碼。CF編碼目前更多的是用在復飛及離場的初始轉彎段,用來連接CA或FA航段。

如果CF的航徑恰好通過前一航段的結束點(比如復飛點),這種情況下,CF與TF的用法及保護區是沒有差別的,就像下面這張圖例所表達的意思。

上圖中,TF/CF航跡是通過復飛點直連下一點來定義的,這個航段無論是採用TF或CF編碼,並沒有差別。其它情況下,它們還是存在一些差別的。

飛越點銜接TF航段的圖例在8168中給的相對比較充分,計算飛越點穩定距離的圖例中,實際上就是一個銜接TF航段的用法。

單獨看飛越轉彎銜接TF航段保護區,它的轉彎外邊界部分更像是將DF航段保護區與旁切轉彎保護區拼接在一起的結果。按照前文的命名習慣,可以稱爲“移花接木”。

上圖中的1區是直接使用的風螺旋,FlyOver-DF以及定高轉彎保護區中都可以看到類似的畫法。2區採用了30°內收的計算方法,這與旁切轉彎的收縮方式是一致的。

這兩種計算方法之前都有提到,用角度來表示,就是下圖中的內容。

需要注意的是,當轉彎角度不同時,出航航段的保護區可能出現30°內收線,也可能直接與風螺旋相交(不出現e點),也可以是直接與風螺旋的公切線相交。以下分別是轉彎角度爲90°、60°、50°情況下的保護區樣例。

離場定高轉彎CF航段的轉彎外邊界與前面討論的FlyOver-TF方式是一致的,但轉彎內邊界存在較大差異。

如上圖所示,定高轉彎CF航段,轉彎內邊界是以轉彎角度的一半(A/2)來連接到下一航段,連接區內按照全主區的超障餘度來計算。

對於轉彎角度較小的情況,可以參考上面的圖例來進行繪製,但對於轉彎角度較大的情況,比如通過CF航段直接引導航空器飛至三邊方向的情況下,CF航段的實際軌跡和保護區的畫法就成了玄學,沒有統一的標準。

某機場存在一個CA 450英尺轉彎,之後CF 313°磁航跡飛向下個航路點的離場程序。

航圖中轉彎段通過一段圓弧來表示,機載數據庫顯示該段程序的軌跡如下圖所示:

上圖中的軌跡顯示,航空器以大約45°的夾角切入到313°磁航跡,基本上算是符合程序設計的意圖。

對於另外一些機型(主要爲波音系列機型),機載數據庫顯示的軌跡差異會更大一些。

對於上圖所示的這種機型,CF航段中指定的磁航跡將被忽略,實際軌跡更接近DF的飛行方式。

爲了對以上的結論進行驗證,我們在模擬軟件中對空客、波音系列的主流機型逐個進行了對比。結果發現,空客系列機型對於CF編碼的支持程度遠好於波音系列機型,波音機型中多數都會將CF編碼解釋爲DF的飛行方式,即使是最新的機型這一問題也沒有明顯的改變。因此,波音機型與空客機型對數據庫的解析存在差異,這是影響飛行程序可用性的一個關鍵因素。

對於飛行程序設計人員來說,符合規範是最基礎的要求,在此之上,應該重點關注程序編碼在數據庫中的表現。目前來看,TF編碼對各類機型來說解析的較爲一致,CF編碼存在差異,需重點關注。

從CF編碼的細節來看,航跡改變的角度越大,不同機型對路徑解析的差異就越大。因此在使用CF編碼時,航跡改變的角度應儘量減小,建議按照旁切轉彎的標準,控制在120°以內。

對於使用CF編碼直接引導航空器從一邊轉彎加入三邊的程序,考慮到波音機型有可能是以DF方式在執行該段軌跡,建議設計人員按照DF轉彎內邊界的評估方法,從轉彎最早點向航段終點進行補充評估(下圖中紅線包含的區域),確保在DF方式下,最早航跡滿足安全要求。

三板斧系列文章的第三篇內容就是這些了,通過運用風螺旋的計算方法,主要解決了飛越點接TF/CF轉彎航段外邊界的保護區精確計算問題,對於CF轉彎內邊界的軌跡差異給出案例並提供了建議。

PBN飛行程序轉彎保護區中大部分內容都與旁切或飛越有關,希望我們這入門級的三板斧能夠幫助大家更好的理解PBN轉彎保護區的繪製方法。

數據庫編碼以及模擬機驗證很可能是將來“卷”完程序設計自動化之後,下一個必“卷”的內容,希望大家的注意力能向這個方向多投入一些,本公衆號後續也會增加這個方向的話題,歡迎關注,感謝支持。

 
 
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