之前写过一篇PBN衔接ILS程序的中间航段保护区画法,有朋友留言想了解复飞保护区评估怎么计算。这正好也是我想去写的内容,就借着今天这篇文章给大家做个简单的解读。

链接:PBN-ILS中间航段的保护区画法

我们通过以下几个概念,来简要分析PBN-ILS程序 复飞段保护区的评估方法,帮助大家对相关图例进行了解掌握。

一、精密航段的概念

精密航段指得是从航空器截获下滑信号开始,到OAS Z面300米(场压高)高度为止之间的航段,如果复飞转弯低于300米,则以转弯点为精密航段的终止位置。(下图中的彩色区域为精密航段的范围)

在PBN-ILS复飞段中,OAS面通常被包含在保护区内部,画图时会以虚线的形式表示出来。所以,如果看到虚线表示的OAS面,它通常代表的是基础OAS面的范围。(下图中的虚线区域为OAS 300米高度的范围)

二、精密进近的SOC点位置计算

SOC是Start Of Climb的缩写,表示复飞航空器从下降状态,转为爬升状态的一个位置点。从SOC开始,理论上认为航空器可以按照设计的复飞梯度开始爬升。

精密进近的SOC点计算主要参考下面这张图:

从复飞面Z面的起点(跑道入口后900米),向着进近方向,画一条平行于下滑角度的斜线,称为GP'线。从特定机型的决断高度(DA)开始(上图中标注的是OCA),向下减去该机型对应的高度损失(HL),从最低点画水平线与GP'线相交,交点即为精密进近的SOC点。

高度损失HL,代表了规范中对航空器的惯性下沉给出的一个参考值,很显然航空器的大小不同,下沉的高度是不同的。在最差的情况下,航空器下降之后再平飞至SOC点,此后开始爬升,如果障碍物没有穿透爬升路径,就可以认为是安全的。

如果有障碍物穿透了原有的爬升路径,那么从障碍物顶端画出爬升路径,反推到GP'线,爬升路径与GP'线的交点用一个高度来表示,就是当量高ha。在当量高的基础上增加HL,可以得到新的OCA,向上取整之后得到DA。这就是由复飞障碍物计算运行标准的整个过程。

三、E'的含义

在传统的OAS面中,只有C、D、E点以及它们对应的外围300米高度上的C"、D"、E"点。

E'点的出现,是PBN-ILS程序指定点转弯时所特有的一个位置点,用来表示PBN复飞段的主区边界线与OAS Z面边界线的交点。

PBN复飞段保护区的半宽是3704米,主副区各占一半。OAS Z面的边界线实际上是Y面与Z面的交线,E'点的位置大致是在跑道入口后8km左右(OAS参数不同,位置点会有相应的变化)。

E'点之前,按照OAS面评估规则进行计算,若复飞障碍穿透OAS面就计算当量高,再加上高度损失得到运行标准。

E'点之后,需要考虑主副区的概率分布。航空器出现在副区的概率要低一些,所以副区的超障余度可以少算一点。

复飞直线段的超障余度为30米,对于副区的超高障碍物,根据所在副区的位置,MOC从主区逐渐递减至0米。计算出副区对应的MOC'后(用30m-MOC'得到下图中的M),用副区障碍物高度减去M后当作是主区障碍物,用来计算最终的当量高,并得到运行标准。

MOC'=30*(L-l)/(L/2) l代表障碍物至标称航迹的距离,L代表保护区半宽。

M = 30 - MOC'= 30*(l- L/2)/(L/2)

换一个思路来说,复飞障碍物的限制面在主区是最低的,在副区外边界可以抬高30m,障碍物位置处限制面可以抬高的值为:

M = 30*(l- L/2)/(L/2) l代表障碍物至标称航迹的距离,L代表保护区半宽。

以上两种思路计算出的M是相同的,都运用到了相似三角形的比例关系。第一种思路是常规的上半段三角形的关系,第二种思路是下半段三角形的关系。

E'点之后,穿透限制面的复飞障碍物要根据主副区关系来计算M值,接下来的问题就是限制面是怎样划设的,不同的区域高度怎样进行判断。

四、Y面的数学外推

Y面的数学外推(或者称为延展、延伸更贴切)是把很多人搞晕的一个问题,之前我也被M的计算搞得有点晕,总觉得是不是我们想多了,现在发现相关计算一点也不多余。

Y面的数学延伸用三维图形来表示,是下面的样子,像是在OAS面之外加了一对鸡翅(或是鸡腿)。

某宝同款玩偶是下面的样子,链接就不上了哈(没有推广费)。

我们从前往后一点点来看这个数学外推的过程。

在飞行程序保护区中,保护区的边界线通常是从俯视图的角度来画的,实际上它可能会包含一定的坡度或是高度,或者是空间中某两个面的交线,需要结合空间结构来加以了解。

Y面的数学外推是从SOC线开始的,将OAS Y面300米的等高线向外扩15°,并与PBN复飞段保护区外边界相交,保护区半宽3704米。由此构成Y面数学外推的整个外边界。

Y面的数学外推区域的内边界,由OAS面Y面300米等高线,以及Y面与Z面的分界线(EE"线)延伸得到。

由于Y面在这个外推区域中是会继续上升的,到达PBN外边界后被“截断”,因此,从侧面看,Y面的外推部分会从SOC位置先“升高”,再“降低”。最高点出现在Y面与PBN外边界相交的位置点,大致出现在跑道入口后6km左右。

下图中蓝色圆圈部分,即课件中Y面外边界的折线标注是存在问题的。

关于Y面外推的讨论到这里还未结束,因为从E'点之后开始有主副区了,副区外边界比主区限制面高出30米,把这部分的结构添加到E'点位置,才是完整的定点转弯复飞保护区。结果是下面的形状:

蓝色主区部分是Z面的平滑延伸,该区域的障碍物按照全高度计算当量高。副区区域内的障碍物,如果穿透副区限制面,需要削减一个M值,再计算当量高。

从上图中可以看到,主副区结构与Y面外推区域相交时,新的边界线(黄色区域与蓝色区域的交线)与EE"线不能精确重合,在计算时需要加以注意。

以上绘图使用的OAS参数如下,其中DH60m,HL49m,复飞梯度2.5%。

为了方便大家交流讨论,文中使用到的ICAO课件、三维保护区图(SKP格式)已全部上传至Gitee网站,欢迎下载使用,下载地址是:

今天讨论的内容实际上是PBN-ILS指定点转弯复飞的内容,定高转弯复飞与这个内容不同,也很值得细品,留到下次再聊。