偏置航向信標(biāo)飛行校驗的研究和探討

張?zhí)扈?/p>

（中國民用航空飛行校驗中心，北京100000）

1 引言

儀表著陸系統(tǒng)的航向信標(biāo)天線陣列通常都安裝于跑道延長線上距離跑道出口300m 左右的位置，其所發(fā)射的航向信號在空中合成一條與跑道中心線基本重合的航道線。飛機上的機載導(dǎo)航接收機接收該航道信號，給飛行員以飛機偏離航道位置的指示，同時機載自動駕駛儀可以跟蹤該信號引導(dǎo)飛機落地。但在極其特殊的情況下，如本該安裝航向天線的位置場地受限制，或跑道中線延長線上有障礙物高度超標(biāo)導(dǎo)致無法沿著跑道方向設(shè)計進(jìn)近程序，這時就需要將航向信標(biāo)天線陣列偏置安裝，以使航向信標(biāo)既滿足場地規(guī)范又能有效地支持儀表著陸系統(tǒng)進(jìn)近程序。

2 偏置航向信標(biāo)的航向?qū)挾扔嬎?/h2>

對于非偏置航向信標(biāo)來說，航向道寬度由跑道入口與航向天線陣列的距離決定，如圖1所示。

圖1 非偏置航向信標(biāo)寬度計算示意

對于偏置程序，在虛擬跑道入口點（FTP 點）計算航道寬度。當(dāng)最終進(jìn)近段航道偏離跑道中線時，F(xiàn)TP 點與著陸入口點（LTP 點）等同。該點定義為最終進(jìn)近段航道線跟穿過LTP 點且與最終進(jìn)近段航道線垂直的那條直線的交點，如圖2所示。

圖2 FAA 計算偏置航向信標(biāo)寬度的FTP 點定義視圖

根據(jù)圖2可得，F(xiàn)AA 計算偏置航道寬度以FTP 點與航向天線距離來計算偏置航道寬度。國內(nèi)的偏置航道不采用這一做法，而是根據(jù)航向天線在跑道上投影點與跑道入口點之間的距離來計算[1]。

3 偏置航向信標(biāo)的飛行校驗方法

對于偏置航向信標(biāo)的飛行校驗來說，由于航道線與跑道延長線不在同一條直線上，所以包括與航向信標(biāo)相配套的下滑信標(biāo)，其校驗飛行方法與非偏置航向略有不同，主要集中在非進(jìn)近科目的取值中心線是參考航向道還是跑道延長線，具體如表1所示。

從表1中可見，包括航道寬度、覆蓋及航向余隙的校驗飛行方法與非偏置航向信標(biāo)相同，以航道線中心為基準(zhǔn)，進(jìn)行左右橫切平飛取值即可。對于配套的下滑信標(biāo)來說，檢查下滑寬度、下滑余隙和下滑覆蓋時，校驗飛機飛行取值的航段，也是航班正常進(jìn)近所使用的，所以飛機需要保持在航道線而不是跑道延長線上進(jìn)行取值，這點也容易理解。

表1 偏置航向與非偏置航向的飛行校驗方法對比

但對于進(jìn)近科目的檢查，在特殊情況下，如航向信號的線性區(qū)半寬度W 小于偏置航向的偏置角度θ，此時飛機在進(jìn)近取值時，對于航向校直和航向結(jié)構(gòu)、下滑角/入口高度及下滑結(jié)構(gòu)來說，偏置航向信標(biāo)和非偏置航向信標(biāo)的飛行取值方法有所不同。具體如下：

當(dāng)檢查航向校直和航道結(jié)構(gòu)時，如圖3所示，校驗飛機需要保持在航道線上直至取值結(jié)束，而不是轉(zhuǎn)向跑道方向，這是因為以航道線為中心，航向信號的線性區(qū)半寬度W 范圍內(nèi)，航向偏移是隨角度線性變化的，超出了航道寬度范圍之外，航向偏移失去線性，機載校驗系統(tǒng)無法根據(jù)角度和偏移微安值反向推算航道結(jié)構(gòu)和校直，往往會得到超限的結(jié)果。

圖3 特殊情況下的偏置航向信標(biāo)校驗飛行示意圖

當(dāng)檢查下滑角/入口高度及下滑結(jié)構(gòu)時，與航向校直/結(jié)構(gòu)的檢查相反，校驗飛機需轉(zhuǎn)向跑道方向進(jìn)行取值[2]，如圖4所示。這是因為與偏置航向信標(biāo)配套的下滑信標(biāo)其臺址選擇與非偏置航向是一樣的，如果校驗飛機如果還是在保持偏置航道上檢查下滑角/入口高度及下滑結(jié)構(gòu)，由于飛行軌跡與跑道方向夾角過大，也超出了下滑偏移的線性區(qū)，機載校驗系統(tǒng)無法根據(jù)角度和偏移微安值反向推算下滑角/入口高度及下滑結(jié)構(gòu)，往往會得到超限的結(jié)果。

圖4 與偏置航向信標(biāo)配套的下滑信標(biāo)校驗飛行示意圖

當(dāng)然，如果偏置航向信標(biāo)的偏置角度非常小，即航向信號的線性區(qū)半寬度W 遠(yuǎn)大于偏置航向的偏置角度θ，飛機進(jìn)近取值轉(zhuǎn)向跑道方向后沒有超出航向偏移線性區(qū)，則可對偏置航向采用非偏置航向信標(biāo)的校驗方法。

4 結(jié)語

偏置航向信標(biāo)在我國民航機場中非常少見，目前僅有三、四套，隨著我國新建民航機場的日益增多，偏置航向信標(biāo)的數(shù)量也可能會隨之增加。偏置航向信標(biāo)解決了因場地受限或者障礙物高度超標(biāo)，航向信標(biāo)天線無法安裝于跑道中線延長線上的問題。偏置航向信標(biāo)的運行對天氣的標(biāo)準(zhǔn)要求也往往高于非偏置航向，同時其飛行校驗科目也比非偏置航向稍微復(fù)雜，本文對其飛行校驗方法進(jìn)行了研究和探討，為民航通信導(dǎo)航從業(yè)者提供參考。