转弯离场程序中风螺旋的自动绘制

2016-11-14舒中平

中国科技信息 2016年21期

转弯离场程序中风螺旋的自动绘制

在绘制转弯离场需要绘制风螺旋，通过手工绘制一般采用边界圆的画法，然而采用边界圆的画法会使保护区变大，导致保护区边界上的障碍物评估时出现偏差，甚至可能因为风螺旋与边界圆保护区的不同，从而使运行的标准提高。根据国际民航组织的DOC8168关于风螺旋的画法的规定。通过基于VBA的CAD二次开发实现风螺旋精确的绘制。

当包含一个大于15°转弯的离场称为转弯离场。在设计转弯离场时，涉及到水平保护区，必须通过手工完成风螺旋的绘制，从而大大增加了飞行程序的周期，同时也降低了保护区的精度问题。由于水平保护区的精度问题，在进行障碍物评估时，在保护区边上的障碍物，往往要评估，甚至有时候成为控制障碍物。所以作图时，精度非常重要。本文通过VBACAD的二次开发来实现自动绘制。

图1

图2

风螺旋原理和精确画法实现

A 风螺旋的形成原理

飞机在转弯时，理想情况下没有风的的影响，形成了一个圆形的的静风轨迹。实际情况下，在高空中会受到风的影响，从而和理论的静风轨迹有偏差，高空中的风向不固定，在实际情况下处理时以静风轨迹为圆心，风偏转量为半径画圆，出现螺旋的保护区。如图1。

B 风螺旋精确画法实现

如图2，b点是在无风的理想条件下飞机的位置，从开始转弯到b点飞机转过了θ，此时以风偏转量Eθ画圆。风偏转量Eθ= W*θ/R ，W为全向风速，θ为转过的角度，R转弯率。

风螺旋的切线，及图2 中b2点根据国际民航组织DOC8168中规定，bb1与bb2的夹角为W/V的正玄值。a=arcsin（W/V），W为风速，V为飞机此时的真空速。

根据以上的原理以及VBA 点偏转的命令polarpoint实现点的偏转，在选择转弯中心后，通过偏转命令得到b点的坐标。

得到b点坐标命令：ptcen1=thisdrawing.utility. polarpoint（pt，pi-i，radius），ptcen1为b点的坐标，pt为选择的转弯中心点，radius为转弯半径，i为角度及为图2中θ。

同理，等到b2点的坐标，命令如下：

ptcen2=thisdrawing.utility.polarpoint（pt，pi-（ia2）i，radius1），ptcen2为b2点的坐标，a2为arcsin（W/ V），radius为风偏量，既Eθ。。然后用循环语句和数组储存b2点的坐标，以及选取较小的步长，调用多段线的命令完成风螺旋的绘制。

实现的效果如图3。

C：风螺旋的精度分析

DOC816中规定风螺旋必须包含飞机在风的影响下出现的任何可能的位置，本文通过VBA CAD的二次开发，并且严格根据8168关于风螺旋的规定，严格确定风螺旋与风影响圆的相切，可以通过循环时步长大小可以实现精度的提高，一般取0.01*pi完全满足要求。