飞行计划基础算法

1飞行计划算法

1.1燃油政策

CCAR在121部中关于备降场和加油量作了相关规定，下表是对相关规定的简要描述：一）国内航线备降场规定和燃油政策

国际航降场规燃油政策

1.2基本算法

根据CCAR的燃油政策，国内和国际航线正常飞行计划的飞行剖面如下图所示：

国内航线：

国际航线：

根据飞行剖面，可以将飞行计划的计算过程分为几个主要的阶段，下面分别对各阶段的计算方法进行描述：

1.2.1爬升计算

通过波音Inflt/Report程序能够生成飞机爬升性能数据，爬升性能和飞机松刹车重量、

温度与ISA 的偏差、爬升高度等因素有关。爬升计算就是根据飞机松刹车重量、爬升高度、温度偏差，查询性能表，进行插值，计算出飞机爬升到指定高度所需要的油量、时间、及飞过的水平距离。

航路爬升通常是一种等表速／等Ｍ数（如 280/0.78）的爬升。对于最小成本飞行计划，可以通过Inflt 生成指定成本指数的爬升性能数据（如CI50）。若考虑10000英尺以下表速250knot 的限制，可以生成相应的有低空限速的爬升性能数据（如250/280/0.78、250/CI50）。

1. 风速修正

由于爬升性能表给出的是在静风条件下的数据，而实际情况是有风的，因此需要对风速进行修正。从开始爬升到爬升顶点，风向和风速都是在不断变化的，计算时，风速取爬升顶点航路风分量的2/3。

设从爬升性能表查得无风时的空中距离为DA ，时间为t ，爬升顶点巡航高度上的风速为W ，则飞机在爬升过程中的平均空速=t DA ，地速= W t DA ⨯±3

2，飞过的地面距离D=t W t DA ⨯⎪⎭

⎫ ⎝⎛⨯±32 =t W DA ⨯⨯±32。(注：顺风为＋，逆风为－) 2. 机场标高修正

飞机性能使用手册中的爬升性能表都是针对机场气压高度为零的情况给出的，即给出的是由海平面机场起飞爬升到某一高度层所需要的油量、时间及飞过的水平距离。当机场的气压高度不为零时，需进行修正。

设机场的标高为ELE ，飞行高度为FL 。可以由下面的公式计算从标高为ELE 的机场起飞爬升到巡航高度FL 所需的油量F(ELE →FL)、时间T(ELE →FL)及飞过的水平距离D(ELE

→FL)：

F(ELE →FL) = F(0→FL) – F(0→ELE+1500') + F(0→1500')

T(ELE →FL) = T(0→FL) – T(0→ELE+1500') + T(0→1500')

D(ELE →FL) = D(0→FL) – D(0→ELE+1500') + D(0→1500')

1.2.2 巡航计算

通常采用的巡航方式有等M 数、等表速、LRC 、经济巡航等，通过波音Inflt/Report 程序能够生成对应各种巡航方式的飞机巡航性能数据。巡航性能和飞机重量、巡航高度、温度（与ISA 的偏差）等因素有关，经济巡航的性能数据还和风速有关。

巡航计算就是将巡航段分成一个个步长(如下图所示)，并假定步长内的高空气象、飞机重量是恒定的，根据步长内的飞机平均重量、巡航高度、温度与ISA 的偏差、风速（仅对于经济巡航），查询巡航性能表，进行插值，计算出对应的燃油流量i FF 和真空速i TAS 、并由风速矢量三角形计算地速i GS ，从而计算出步长所需的时间i t 及油量i F 。

1. 侧风影响

由于侧风的影响，飞机的航迹将偏离航向，航迹和航向线之间的夹角，即真空速和地速之间的夹角叫做偏流角。由风速、真空速、地速之间组成的矢量三角形如下图所示：

其中：

MTK —磁航迹角

MH —磁航向角

DA—偏流角

WD—风向

WA—风角，风向线与磁航迹之间的夹角

TAS—真空速

GS—地速

WS—风速

根据矢量三角形，推导出下面的公式：

1.2.3下降计算

通过波音Inflt/Report程序能够生成飞机下降性能数据，下降性能和飞机落地重量、巡航高度、温度（与ISA的偏差）等因素有关。下降计算就是根据飞机落地重量、巡航高度、温度偏差，查询性能表，进行插值，计算出飞机从指定高度下降所需要的油量、时间、及飞过的水平距离。

下降过程通常是一种等Ｍ数／等表速（如0.78/280）的下降。对于最小成本飞行计划，可以通过Inflt生成指定成本指数的下降性能数据（如CI50）。若考虑10000英尺以下表速250knot的限制，可以生成相应的有低空限速的下降性能数据（如0.78/280/250，CI50/250）。

1.风速修正

由于下降性能表给出的是在静风条件下的数据，而实际情况是有风的，因此需要对风速进行修正。从下降顶点到着陆过程，风向和风速都是在不断变化的，计算时，风速取下

降顶点航路风分量的2/3。

设从下降性能表查得无风时的空中距离为DA ，时间为t ，下降顶点巡航高度上的风速为W ，则飞机在下降过程中的平均空速=t DA ，地速= W t DA ⨯±3

2，飞过的地面距离D=t W t DA ⨯⎪⎭

⎫ ⎝⎛⨯±32 =t W DA ⨯⨯±32。(注：顺风为＋，逆风为－) 2. 机场标高修正

飞机性能使用手册中的下降性能表都是针对机场气压高度为零的情况给出的，即给出的是由某一高度层下降到海平面机场起飞所需要的油量、时间及飞过的水平距离。当机场的气压高度不为零时，需进行修正。

设机场的标高为ELE ，飞行高度为FL 。可以由下面的公式计算从巡航高度FL 下降到标高为ELE 的机场所需的油量F(FL →ELE)、时间T(FL →ELE)及飞过的水平距离D(FL →ELE)：

F(FL →ELE) = F(FL →0) – F(ELE+1500'→0) + F(1500'→0)

T(FL →ELE) = T(FL →0) – T(ELE+1500'→0) + T(1500'→0)

D(FL →ELE) = D(FL →0) – D(ELE+1500'→0) + D(1500'→0)

1.2.4 等待计算

通过波音Inflt/Report 程序能够生成飞机等待性能数据，即以最小燃油流量速度作等待飞行时的燃油流量数据。等待性能数据和等待高度、等待时的飞机重量、温度（与ISA 的偏差）有关。

根据CCAR121的燃油规定，国际航线需要计算30分钟等待耗油。计算时以等待起点的