飞行理论图解 · 空中领航

领航计算图解

速度三角形 · ETA · 等时点

风往哪吹、地速多少,画个三角形全明白
飞到哪、几点到,尺子一拉就算出来

8 元素 · ΔTK · 等时点 t = D/(2·TAS)

领航计算的工具箱:航行速度三角形把风、空速、地速的关系画成图;偏航与航迹修正角管怎么回到航线上;ETA 与推测定位管几点到、飞到哪;燃油与等时点管油够不够、返航还来不来得及。本页把公式和几何一次讲清。

01 航行速度三角形

8 元素 · 风角 · 四象限

磁北 N 地速 GS · 磁航迹 MTK=090° 真空速 TAS · 磁航向 MH=080° 风速 WS 风向 WD=360°(来向) O 起点 DA=+10° WA=+90° GS = TAS + WS(向量和,头尾相接) 示例:左侧风 90°,DA=+10°(示意,非考题数值) 风角与地速 · 四象限 ① 顺风 WA=0° TAS WS GS = TAS + WS DA=0 · 地速最大 ② 逆风 WA=180° TAS WS GS = TAS − WS DA=0 · 地速最小 ③ 顺侧风 0°~90° GS TAS WS WS1 顺风 WS2 侧风 有偏流 · 地速大于真空速 ④ 逆侧风 90°~180° GS TAS WS WS1 逆风 WS2 侧风 有偏流 · 地速小于真空速 WS 分解:顺/逆风分量 WS1 决定地速加减;侧风分量 WS2 决定偏流。
符号名称含义
MH磁航向空速向量方向:机头(纵轴)的磁方位,罗盘读数
TAS真空速空速向量大小:相对空气的速度
WD风向风的来向(气象风向)
WS风速风速向量大小
MTK磁航迹角地速向量方向:飞机实际移动轨迹的磁方位
GS地速地速向量大小:相对地面的速度
DA偏流航迹角与航向之差;左(右)侧风为正(负)
WA风角航迹线与风向线夹角,范围 0~±180°
风角 WA
地速向量与风速向量夹角,即航迹线与风向线夹角;范围 0~±180°
正负规则
左侧风:由航迹线顺时针量到风向线,为;右侧风:反时针量,为(与偏流正负一致)
顺风 0°
偏流 0°,地速最大:GS=TAS+WS
逆风 180°
偏流 0°,地速最小:GS=TAS−WS
顺侧风
0°~90°:WS 分为侧风 WS2 与顺风 WS1,有偏流,地速大于真空速
逆侧风
90°~180°:WS 分为侧风 WS2 与逆风 WS1,有偏流,地速小于真空速

注 · 侧风程度看风角:风角越接近 90°,侧风分量 WS2 越大、偏流越大;顺/逆风分量 WS1 决定地速被“加”还是“减”。

02 偏航与修正航向

XTK · TKE · TKD · ΔTK

A 起点 B 预定点 航线(原航线 MC) 航迹线 已飞 D已 航迹延长线 新航线 MC新 未飞 D未 原航线方向 XTK 偏航距离 P 飞机位置 TKE 偏航角 TKD 偏离角 ΔTK = TKE + TKD
XTK
偏航距离:飞机偏离航线的垂直距离
TKE
偏航角:飞机的航迹线与航线间的夹角
TKD
偏离角:新航线与偏离原航线的夹角
方法一 · MC新
按新航线角修正:在新航线角上迎风修一个偏流 → MH应 = MC新 − DA。步骤:定飞机位置判断偏航距离 → 按已飞、未飞距离用计算尺求偏航角、偏离角 → 由偏航角算航迹角、偏流 → 由偏离角算新航线角 → 在新航线角上修实际偏流得沿新航线飞行的应飞航向
方法二 · ΔTK
按航迹修正角修正:ΔTK = TKE + TKD(航迹延长线与新航线的夹角);MH应 = MH平 ± ΔTK。步骤:记平均航向(注意罗盘指示)→ 定位置、判断偏航距离,标地图并记时刻 → 算偏航角、偏离角,求航迹修正角 → 在原平均航向上修一个航迹修正角得应飞航向

注 · 两种方法殊途同归:方法一从“新航线角”出发,方法二从“原平均航向”出发。口诀:航迹偏了,先量 XTK,再算两个角。

03 ETA 与修正

预达时刻 · 应飞时间 · 比例修正

① 推算应飞时间 · ETA A 地 B 地 起飞 08:30 ETA 08:55 应飞 25 min 70 km 地速 170 km/h 25 min = 70 km ÷ 170 km/h ② 按已飞 / 未飞之比修正 ETA 已飞 40 km 未飞 60 km 检查点(早到 2 min) 上一预定点 下一预定点 未飞 ÷ 已飞 = 60 ÷ 40 = 1.5 → 早到 2 min × 1.5 = 3 min 提前 = 2 + 3 = 5 min
预达时刻
按 D已、D未、检查段飞行时间 t已,算平均地速及保持该地速飞到预定点的飞行时间,确定 ETA 并通报修正
推算应飞时间
按航段距离和预计地速算。例:A 地至 B 地 70 km、地速 170 km/h → 应飞 25 min;由起飞 08:30 得 ETA 08:55。预先不知地速可用真空速算,但准确性差;飞行中应尽快测出地速,及时修正应飞时间
修正 ETA
同上算平均地速和保持该地速到预定点的飞行时间,确定并修正 ETA,随即向 ATC 通报;也可按已飞距离(时间)与未飞距离(时间)之比修正 ETA
比例修正例
已飞 40 km、早到 2 min、未飞 60 km → 到下一预定点提前 2+3=5 min

注 · ETA 越早用实测地速修正越准;用真空速代替地速只是“没有实测”时的次选。

04 推测定位

两实测位置 · TTK + GS

河流 实测位置 1 t1 实测位置 2 t2 推测位置(预定时刻) 航迹线 航迹延长线 D12(两位置距离) D推 = GS × 剩余时间 方法一 · 按两个实测位置求推测位置 线状地标 N TTK 推算起点 机场 / 导航台 / 明显地标 推测位置(预定时刻) 航迹线(TTK 方向) D = GS × t 方法二 · 按航迹角和地速推测位置
推测领航
按飞行中测定的航行元素和基本规律,通过推算确定飞机位置、航向和距离,以引导航行的方法
方法一
按两个实测位置:地图标两实测位置、画航迹线;按两位置距离和飞行时间算到预定时刻距离,在航迹延长线上量出即推测位置
方法二
按航迹角和地速:地图标推算起点(机场、导航台、明显地标等);算 TTK 画航迹线;按 GS 算飞离起点到预定时刻距离,在航迹线上量出即推测位置

注 · 推测定位是“推算”不是“实测”:航迹线越准、地速越实,推测位置越可靠;一旦有实测位置,立即用它修正。

05 检查航迹

方向检查 · 距离检查 · 全面检查

方法一 · 用线状地标检查方向 航线 线状地标(近似平行航线) 飞机 飞机到地标水平距离 地标到 航线距离 目测比较两段距离:相等=未偏航;不等=有偏航距离 XTK 方法二 · 用线状地标检查距离 线状地标(近垂直航线) 飞越时刻 t 已飞距离 D已 未飞距离 D未 起点 预定点 已飞时间 t已 → 地速 GS 预达时刻 ETA 按地图量 D已、D未 → 由 t已 推地速与 ETA → 判断能否准时到达 方法三 · 用两个实测位置全面检查 检查段起点(定位·记时刻) 检查点 提前 3~5 min 辨认 飞机位置(飞越/正切) XTK 保持预定航向、高度、空速 → 记录数据 → 预达检查点时刻 按 已飞距离 / 飞行时间 / 平均磁航向 / 偏航距离 → 算 偏航角 TKE · 航迹角 MTK · 偏流 DA · 地速 GS
一 · 查方向
航线附近有近似平行线状地标时,用它检查航迹偏离:按地速、已飞时间推已飞距离定所在区域;目测比较飞机到地标水平距离与地标到航线距离,定偏航距离
二 · 查距离
用适当距离上近垂直航线的线状地标,求已飞、未飞距离,推预达时刻:按航迹角或航向推飞越时间;飞越时记时,按地图量已飞、未飞距离;按已飞时间推地速和预达时刻,判断能否准时到
三 · 全面检查
选检查点作检查段终点并量距离;飞越起点时定位记时刻;保持预定航向、高度、空速,记录数据、预达检查点时刻;按预达时刻提前 3~5 min 辨认检查点;飞越/正切时定位、记时刻、定偏航距离;按检查段已飞距离、飞行时间、平均磁航向、偏航距离等,算偏航角、航迹角、偏流、地速

注 · 三种检查一个目的:从方向、距离上检查飞机能否准确沿预计航线、准时到达预定点。线状地标是“免费的地图尺子”。

06 燃油与等时点

梯度 · 耗油率 · 等时点 · 安全返航点

总距离 D 起飞机场 着陆机场 等时点 P GS2 · 返回起飞机场 GS1 · 继续飞向着陆机场 X = GS2 · t D − X = GS1 · t t × (GS1 + GS2) = D GS1 + GS2 = 2·TAS t = D / (2·TAS) X = GS2 · t 未到等时点 → 返回起飞机场更快 已过等时点 → 继续飞向着陆机场更快 两段时间相等 → 最短时间着陆 t 为起飞机场至等时点(或等时点至着陆机场)时间 长距离或中途无备降场又需尽快着陆时,应计算等时点 梯度与升降率换算 θ 下滑角 / 爬升角 距离(水平) 高度 (上升/下降) 地速 GS 梯度 = tan θ = 高度 / 距离 梯度 = 高度(ft) / 距离(nm) × 6000 升降率 ft/min = GS kt × Gr 升降率 ft/min = 升降率 m/s × 200 GS 地速 · Gr 爬升梯度 被指挥下降到某场压高: 必须先统一气压基准面,否则出错 按下降时间和预达机场上空时刻, 可推开始下降时刻和位置
梯度
梯度 = tan 下滑角 = 高度/距离 = 高度(ft)/距离(nm)×6000
升降率
升降率 ft/min = GS kt×Gr;升降率 ft/min = 升降率 m/s×200(GS 地速,Gr 爬升梯度)
气压基准
被指挥下降到某场压高,必须先统一气压基准面,否则出错;按下降时间和预达机场上空时刻,可推开始下降时刻和位置
可飞时间
现有油量下能飞行的最大时间:先按油量和燃油消耗率算可飞时间,再乘地速得最大飞行距离。最大飞行时间 = 可用燃油量/空中耗油率;最大飞行距离 = 最大飞行时间×地速。飞行员应注意整个飞行进程中油量使用情况
所需油量
按飞行距离和地速算该段时间,再乘燃油消耗率得该航段燃油需要量;与油量表指示比较,判断剩余燃油是否够用。飞行时间 = 飞行距离/地速;所需燃油量 = 飞行时间×耗油率
等时点
继续飞往着陆机场与返回起飞机场时间相等的点;未到返回起飞机场,已过继续飞向着陆机场,最短时间着陆。图中 GS1 为等时点飞往着陆机场地速,GS2 为返回起飞机场地速,X 为起飞机场到等时点距离,D 为起飞至着陆机场总距离,t 为起飞机场至等时点(或等时点至着陆机场)时间
等时点公式
t × (GS1 + GS2) = D;GS1 + GS2 = 2·TAS;故等时点飞行时间 t = D / (2·TAS);等时点位置距离 X = GS2·t
安全返航点
航线中途无备降场时,选起飞机场作备降场,起飞前应准算安全返航点:按所带燃油,遇特殊情况能安全返航;返航至起飞机场上空仍不少于 30 分钟(昼间)45 分钟(夜间)燃油

注 · 等时点不是中点:两地速不同,等时点位置就不同,X = GS2·t 记住“返回地速×时间”。安全返航点看剩余燃油:昼间 30 分钟、夜间 45 分钟。