風螺旋切線計算的回顧

2022-01-10 05:12:15 字數 2125 閱讀 4939

(也可稱為等速度比螺旋),風螺旋公式是等距螺旋的通用公式。

重新回到風螺旋的話題,還有很多的專業內容急待解決,其中之一就是pbn轉彎保護區中的風螺旋有什麼特點?該怎樣加以應用?

在開始pbn話題之前,先來複習一下風螺旋切線與等距外擴的計算方法。

假設有兩條風螺旋,基礎引數完全相同,但初始角度相差180°,則這兩條風螺旋的位置關係如下圖所示:

圖1 引數相同、角度相差180°的兩條風螺旋

(圖1中預設以水平向左為零度軸,順時針角度增大)

風螺旋切線特性:

風螺旋的切線與esita相垂直,esita與對應的標稱圓的半徑夾角為偏流角da。

若用sita角來表示航空器沿著風螺旋旋轉過的角度,則該角度對應的切線的方向可表示為:sita-da+90

圖1中e90所對應的風螺旋切線方向為90-da+90=180-da,即水平向右方向「倒退」乙個da角,即是e90所對應的切線方向。

同理,若想得到水平向右方向的切線,則sita角必須為90+da。計算過程:(90+da) – da + 90 = 180。

風螺旋的外擴特性:

由於風螺旋外擴時,始終是沿著esita方向進行外擴的,因此,可以看到圖1中的兩條風螺旋始終按照e180的間隔(圖中的線段d)保持平行外擴。

風螺旋的表示方法:

在保護區繪製過程中,風螺旋並不只是從基圓開始繪製(常見於轉彎段副區外邊界),因此,可以用offset來表示初始位置處的外擴距離,同時根據軟體系統的水平基準,設定rotation屬性來表示初始的計算角度。而sita角始終表示從旋轉的計時起點開始,旋轉過的角度。

圖2 風螺旋公切線示意圖

圖2中顯示了兩條風螺旋之間的公切線的計算關係,從圖中可以看到,公切線的位置處esita的大小與風螺旋初始引數有著密切的關係。

若兩條風螺旋初始角度rotation相同,初始外擴距離offset相同,初始半徑位於同一水平線上(離場保護區中的常見形態),則它們最早的公切線會出現在sita為90+da的位置上,如圖3所示。

圖3 水平方向風螺旋的公切線

另外兩張切線位置關係圖

圖4 公切線位置示例一

圖5 公切線位置示例二

rota代表了軟體系統中零角度的起點,offset代表了風螺旋初始外擴的距離,sita代表從旋轉的起點開始航空器轉彎經過的角度。這三個變數的結合,可以在軟體系統中精確的指定乙個風螺旋的狀態。根據公式esita=sita

*ws/r (外擴距離等於角度 乘以 風速

除以轉彎率)可知,外擴距離與角度可以互相換算,通過增加offset變數,可以使得公切線的計算變得更加的簡單。

原本想從pbn轉彎保護區的計算開始,介紹風螺旋與pbn轉彎區的相關計算方法,但發現切線概念是進入pbn計算之前必須搞清楚的內容,因此,通過本文對相關話題進行回顧。稍後,我們將正式進入pbn話題的討論,你將會發現,pbn與風螺旋相結合,在計算轉彎保護區時會是出乎意料的簡單,不禁讓人懷疑,難倒是icao對我們隱藏了什麼?今天就到這裡了,感謝關注,期待共同進步!

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