飛行程序設(shè)計-第6章 氣壓垂直導航

第六章氣壓垂直導航非精密進近NPA帶垂直引導的進近APV精密進近PA傳統(tǒng)導航VOR/DMENDBLOC區(qū)域?qū)Ш剑ㄋ揭龑В〨NSS-ABASDME/DMEVOR/DME區(qū)域?qū)Ш剑ㄋ揭龑?垂直引導）APVBaroVNAVGNSS-ABAS+BarometerAPVSBASGNSS-SBAS傳統(tǒng)導航區(qū)域?qū)Ш剑ㄋ揭龑В㊣LSMLSGNSS-GBAS氣壓垂直導航（BarometricVerticalNavigation）是一個導航系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠向飛行員顯示參考指定垂直航徑角（VPA，通常是3°）的計算得來的垂直引導信息；由計算機模擬的垂直引導信息是基于氣壓高度的，表現(xiàn)形式是從RDH延伸的一個垂直航徑角。所有APV程序的關(guān)鍵特征：由于是一種帶垂直引導的進近程序（APV:ApproachProcedurewithVerticalGuidance），所以有以下與ILS程序類似的特征：有最后進近點FAP，而不是最后進近定位點FAF；；使用決斷高度/高（DA/H），不使用最低下降高度/高（MDA/H）；沒有MAPt；使用OAS評估障礙物并計算OCA/H。APVBaro-VNAV程序的關(guān)鍵特征：考慮低溫修正需要公布運行的最低溫度Baro-VNAV在供垂直引導時沒有輔助地面導航設(shè)施，障礙物評估使用類似于ILS的障礙物評估面，但此面的建立卻是基于特定的水平引導系統(tǒng)，Baro-VNAV本身沒有水平引導。因此只能與水平區(qū)域?qū)Ш匠绦騆NAV結(jié)合使用。不能使用遠距的高度表撥正值最低運行標準的分類名稱為“LANV/VNAV”APV程序?qū)ε艿篮驼系K物的要求附件14沒有關(guān)于實施APV程序?qū)ε艿篮蜋C場障礙物要求的專門條款；為評價跑道是否能夠?qū)嵤〢PV程序，提出以下要求：-若公布的OCH大于90米，則跑道和障礙物限制面（OLS）需滿足附件14中對非精密進近跑道的要求；-若公布的OCH小于90米，則跑道和OLS需滿足附件14中對I類精密進近跑道的要求。航空器性能要求：遵循AC20-129標準《AirworthinessApprovalVerticalNavigationSystemforuseintheU.S.NationalAirspaceSystem(NAS)andAlaska》更多細節(jié)參見PBN手冊VOLIIatt4.3垂直方向FTE<200ft垂直方向精度<100ft水平方向精度滿足LNAVPNPAPCH的要求Baro-VNAV的APV航段航跡設(shè)置要求：APV航段必須與跑道中線延長線一致APV航段包括最后進近航段和復飛的起始、中間及最后階段起始于FAP（中間進近航段的OCH與垂直航徑角的交點）終止于復飛轉(zhuǎn)彎點MATF或復飛等待點MAHF（以其中距入口較近者為準）FAP距跑道入口的距離通常不大于19KM（10NM）垂直航徑角VPA最佳為3.0°,

VPA∈[3.0°,3.5°]RDH=15mBaro-VNAV的障礙物評估：Baro-VNAV程序利用類似ILS的OAS面對障礙物進行評價OAS面由三個面組成：最后進近面（FAS）、水平面（horizontalplane）、中間和最后復飛面（Zi和Zf），

每個面的兩側(cè)都有側(cè)面。OAS面的水平范圍使用水平導航（LNAV）保護區(qū)的水平范圍；使用LNAV程序的FAF和MAPt來限定保護區(qū)范圍，但它們不是VNAV程序的組成部分；

所有障礙物的高都是相對于跑道入口的OAS側(cè)面的劃設(shè)：側(cè)面的外/高邊界基于LNAV保護區(qū)副區(qū)的外邊界；側(cè)面的低/內(nèi)邊界基于LNAV保護區(qū)主區(qū)的外邊界。側(cè)面的外/高邊界的高度如下確定：1、FAS側(cè)面的外/高邊界等于FAS的高度加最后進近MOC（75M）；2、中間復飛面?zhèn)让娴耐?高邊界等于中間復飛面的高度加30M；3、與FAS相交處的水平面?zhèn)让娴耐?高邊界等于75M，然后線性降低至與中間復飛面相交處為30M；4、最后復飛面?zhèn)让娴耐?高邊界等于最后復飛面的高度加50M。FAS是位于跑道入口前的一個斜面，斜率與VPA、FAP的高度、溫度校正等有關(guān)。在初始設(shè)計時，一般將VPA設(shè)置為3°，根據(jù)得出的APVOAS評價障礙物，根據(jù)障礙物分布、高度反過來再調(diào)整VPA的值。最后進近面從入口高度開始，在入口之前垂直航徑的高達到入口以上MOCapp

的位置再平移444m（ATT）的縱向距離為起點，延伸到標稱FAP+ATT，平行于經(jīng)低溫校正的VPA。最后進近面FAS：FinalApproachSurface確定FAS的幾個要素：水平方向：LNAV面位于跑道入口的MAPt在FAP處的FAFLNAV保護區(qū)的副區(qū)作為OAS面的外邊界垂直方向：VPA低溫修正FAS的起始位置距跑道入口的距離XFASMOCATT=0.8*RNP（NM）=444mATTXTTBV1/2WFAF0.240.311.45MAPt0.240.30.50.95MATP0.810.52FAPMAPt30°平面圖VPAXFASXFAS跑道入口FAP剖面圖MOCAPP溫度對最后進近航段垂直剖面的影響溫度為ISA+15℃時,VPA=3.2°溫度為ISA-30℃時,VPA=2.7°溫度為ISA時,VPA=3°天氣寒冷時，飛機的實際飛行高度將比高度表指示高度低很多，實際的VPA也將比指定的VPA小很多。低溫和高溫情況下VPA的變化TANMINVPA=(HFAP-TCORR-RDH)/DFAP-THRFAPRDH跑道入口TCORR溫度校正值（TCORR）的確定確定最低公布溫度：-機場標高位置前5年中每年最冷月份最低溫度的平均值，按5°C向下取整；如航空器飛行管理系統(tǒng)具有最后進近溫度補償功能，則無最低溫度限制根據(jù)上述溫度、機場標高和FAP位置高應用公式計算TCORR；或在附表中根據(jù)最低公布溫度和FAP位置高查出TCORR，該表是海平面標高機場的溫度校正值，應用在標高高的機場應該更保守。TCORR計算公式TCORR=H*((15-t0)/(273+t0-0.5*L0*(H+Hss)))其中：H為中間進近航段的OCH（以高度表撥正值來源處為基準）L0=0.0065℃/m或0.00198℃/ftHss為高度表撥正值來源處的高度（通常為機場標高）Taerodrome為機場溫度Haerodrome為機場標高t0=taerodrome+L0*Haerodrome----將機場溫度修正至海平面溫度檢查最小VPA計算最小VPATANMINVPA=(HFAP-Tcorr-RDH)/DFAP-THR如VPA低于2.5°增加VPA（最大不超過3.5°）提高公布的最低運行溫度FAP跑道入口TcorrMOCMOCFASFAS的起點ATTATTVPARDH跑道入口MOCFASFAS的起點ATTVPARDHXFASFAS起點的計算XFAS=[(MOC-RDH)/TANVPA]+ATTFAP跑道入口TcorrMOCMOCFASATTATTVPARDHFAS梯度的計算D=(HFAP-MOC)/TANVPATANαFAS=(HFAP-Tcorr-MOC)/DTANαFAS=(HFAP-Tcorr-MOC)*TANVPA/(HFAP-MOC)DDFAPMAPt30°平面圖VPAXFASXFAS跑道入口FAP剖面圖MOCAPPαFAS最后進近航段超過5NM的OAS為保護裝備有垂直角度調(diào)節(jié)(VerticalAngularScaling)功能的航空器，當最后進近航段長度超過5NM時，需要對障礙物進行額外的評估；使用ILSOAS中的W面，計算面的高度時考慮以下參數(shù)：-VPA-RDH=15M-航空器類別-與LLZ至入口距離無關(guān)；W面的水平范圍同LNAV保護區(qū)范圍；最后采用的OAS面是選取W面和FAS面中較低的面。FAPMAPt平面圖VPAXFAS跑道入口剖面圖MOCAPP+HWFASFASXWW面W∩FASW面?zhèn)让鎮(zhèn)让鍹OCAPP+HFASFAS側(cè)面高度和MOC的計算剖面圖平面圖YX入口平面YMOCapp=75mHside(x,y)=

HFAS(X)+

MOCSEC(X,Y)MOCSEC(X,Y)=

MOCapp(2Y/SW–1)SWFAS計算總結(jié)已知數(shù)據(jù)：-FAP高度、入口高度、最低公布溫度、VPA、航空器類別（用來計算W面）、RDH=15米；計算：-計算或查表得出溫度修正值TCORR-計算FAS起點坐標XFAS=[(MOC-RDH)÷TanVPA]+ATT-計算FAS角度

TANαFAS=[(HFAP–TCORR-MOC)×TanVPA]÷（HFAP–MOC）結(jié)果：-FAS在坐標X處的高：HFAS(X)=（X–XFAS）TANαFAS

-FAS側(cè)面在坐標X，Y處的高：Hside(x,y)=

HFAS(X)+MOCSEC(X,Y)

-如果HOBST＞HOAS，OCH=HOBST+MOC水平面和復飛面水平面：-開始于XFAS-終點位于Xzi中間復飛面：-起點位于Xzi，高度為入口高度，此處中間復飛的MOC（30m）開始獲得；-終點位于50m的MOC獲得的位置；最后復飛面：-起點位于XZf，此處最后復飛的MOC（50m）開始獲得；-終點是APV航段的結(jié)束；復飛面的標稱爬升梯度是2.5%，可以調(diào)整增加至3%、4%和5%；水平面和復飛面的側(cè)面水平范圍都與相應的LNAV保護區(qū)副區(qū)范圍一致。FAPMAPt30°VPAXFASXFAS跑道入口FAPMOCAPPαFASXZiXZf最后進近面水平面中間和最后復飛面復飛障礙物進近障礙物VPA跑道入口MOCAPPXZi中間復飛面起點ZiXZi=(MOCapp–RDH)/TANVPA–ATT–(3s+15s)*(TAS+19km/h)+(MOCapp–30)/TANZTANZ=2.5%ATT3S15SMOCMA=30mRDH飛行方向(MOCapp–RDH)/TANVPAZi(MOCapp–30)/TANZ0復飛障礙物進近障礙物VPA跑道入口MOCAPPXZfTANZ=2.5%ATT3S15SMOCMA=30mRDH飛行方向(MOCapp–RDH)/TANVPAZf(MOCapp–50)/TANZ0最后復飛面起點ZfXZf=(MOCapp–RDH)/TANVPA–ATT–(3s+15s)*(TAS+19km/h)+(MOCapp–50)/TANZZiMOCMA=50m復飛面計算總結(jié)已知數(shù)據(jù)：-復飛梯度（TANZ）-18s過渡飛行時間-VPA-航空器類別（確定TAS）計算：-XZi=(MOCapp–RDH)/TANVPA–ATT–(3s+15s)*(TAS+19km/h)+(MOCapp–30)/TANZ-XZf=(MOCapp–RDH)/TANVPA–ATT–(3s+15s)*(TAS+19km/h)+(MOCapp–50)/TANZ結(jié)果：-在坐標X處復飛面的高HZi=(XZi–X)TANZ

HZf=(XZf–X)TANZ-若HOBST＞HOAS，計算當量障礙物高。水平面和復飛面?zhèn)让娓叨鹊挠嬎銖惋w面?zhèn)让娓叨扰cFAS側(cè)面高度計算方法相似，只是將MOCapp改為MOCma（30m或50m）；水平面?zhèn)让媸乔?，?nèi)邊高為0，外邊的高在XFAS處是75米，線性減少至XZi處是30米；因此計算（X，Y）處側(cè)面高時應先計算在坐標X處的側(cè)面外邊高，再以線性減少的方法計算坐標Y處的高。MAPtXFASXFAS跑道入口75mXZiXY30mXZiZXXOYOMOCO=30+(XO-XZi)/(XFAS-XZi)*45Hso=2*(1-YO/SW)*MOCO0當量進近障礙物高的計算FAP與XZi之間的障礙物是進近障礙物，Xzi以后的障礙物是復飛障礙物；但為減少某些復飛障礙物引起過高的運行代價，可以規(guī)定高于從Xzi開始平行于垂直航徑的面的障礙物為復飛障礙物，即障礙物的高大于（-Xzi

+X）TANVPA；ha=hmacotZ+(X–XZ)

cotZ+cotVPA

式中ha=當量進近障礙物的高

hma=復飛障礙物的高

cotZ=Z面傾角的余切

cotVPA=VPA的余切XZ=中間復飛面或相應的最后復飛面的起點至入口的距離（之前為正，之后為負）