空中領航學：第3章 基本航行元素

1、1,第三章 基本航行元素（Basic Navigation Elements）,一、航向 二、高度 三、空速 四、速度、距離和時間換算,2,一、航向（Heading）（HDG）,（一）航向的定義 航向線：飛機縱軸向 前延長線。 航向：航向線的方向。 從經(jīng)線北端順 時針量到航向線的夾 角，0360o。 飛機向右轉彎航向增大，向左轉彎航向減小。,3,（二）航向的種類,Nm,NC,4,1、真航向（True Heading）（TH） 以真經(jīng)線為準的航向。 2、磁航向（Magnetic Heading）（MH） 以磁經(jīng)線為準的航向。 3、羅航向（Compass Heading）（CH） 以羅經(jīng)線為準的航

2、向。 羅經(jīng)線：機上自由磁針南北的連線。,5,4、羅差（Compass Deviation） （ D C） 羅經(jīng)線偏離磁經(jīng)線的角度。 羅經(jīng)線偏東為東羅差(+DC)，偏西為西羅差（-D C）。 羅差可以從羅差卡片上查出。,6,5、航向換算,羅航向真航向(M)(C) CH=TH(M)-(C) 真航向羅航向 + (M) + (C) TH=CH + (M) + (C),7,航向換算題,8,航向換算題,9,（三）測定航向的儀表,直讀式磁羅盤 （Direct-Reading Compass） 陀螺半羅盤（Gyroscopic Compass） 感應式陀螺磁羅盤 （Gyro-Magnetic Compass）

3、 航向系統(tǒng)（Heading System）,10,1、直讀式磁羅盤 （Direct Reading Compass）,11,12,利用自由磁針恒指南北的特性，通過固定在方位刻度盤（羅牌）下面的一對磁條，使刻度盤上0和180o方位的連線同經(jīng)線一致，從而測定飛機的航向。 飛機處于非穩(wěn)定狀態(tài)時，存在以下誤差： 轉彎誤差； 俯仰、傾斜誤差； 渦動誤差； 加速誤差。,13,轉彎誤差：是飛機轉彎時，由地磁垂直分力引起的誤差。 俯仰、傾斜誤差：是飛機俯仰傾斜時，由飛機磁場垂直分力引起的誤差。 渦動誤差：是飛機轉彎時，羅盤油在粘滯磨擦力作用下帶著羅牌向轉彎方向轉動，使羅盤指示產(chǎn)生的誤差。 加速度誤差：是飛機作

4、增減速度等加速度飛行時，由于羅牌受到慣性力作用產(chǎn)生的誤差。,14,2、陀螺半羅盤 （Gyroscopic Compass）,定軸性高速旋轉的陀螺轉子，如果沒有外力的影響，它的自轉軸會始終指向空間的某一方向。 進動性高速旋轉的陀螺轉子，如果在自轉軸加上一個外力矩，自轉軸會在垂直于外力的平面內(nèi)轉動。,15,是利用陀螺的定軸性，通過一個二自由度陀螺儀穩(wěn)定羅盤的基準線（刻度盤0和180o方位連線），依靠人工調整使它和經(jīng)線方向一致，從而測出飛機的航向。 分為： 直讀式陀螺半羅盤 遠讀式陀螺半羅盤,16,1、直讀式陀螺半羅盤,17,直接裝在儀表板上; 自走誤差每 15分鐘23; 飛行中需每15分鐘校正一次

5、航向。,推進上鎖調定航向 拔出松鎖指示航向,航向調整鈕,18,2、遠讀式陀螺半羅盤 由陀螺傳感器、指示器和控制器組成; 自走誤差每30分鐘僅15o，飛行中每3060分鐘校正一次航向; 當飛機所在緯度變化2o時，需重新給定緯度; 可用航向旋鈕預定飛機航向。,19,陀螺半羅盤的使用,本場飛行時，可以選擇著陸跑道方向作為陀螺半羅盤的基準線。（機頭對正起飛方向時，將指示定為0。） 轉場飛行時，通常選擇磁經(jīng)線為基準線。（按磁羅盤指示校正，使飛機沿等角航線飛行。） 沿大園航線飛行時，選擇起點的真經(jīng)線為基準線。（通過起點前調定好真航向，進入起點時，使飛機保持真航向沿大圓航線飛行。）,20,TH=TC=60,

6、TH=TC=60,TH=TC=60,TH=TC=60,21,3、感應式陀螺磁羅盤,轉彎角速度大于0.10.3/秒， 并持續(xù)5-10秒時，切斷聯(lián)系,22,組成：由感應磁傳感器、修正機構、陀螺傳感器、角速度傳感器和指示器等部分組成。 工作過程：由感應磁傳感器測定航向，修正機構修正羅差輸出磁航向信號去控制陀螺傳感器的基準線，使指示器指示磁航向。隨動系統(tǒng)的自動協(xié)調速度為每分鐘1545o，當轉彎角速度大于每秒0.1o-0.3o并持續(xù)5-15秒時，則斷開協(xié)調。快速協(xié)調的協(xié)調速度為每秒10o以上。,23,特點: 平直飛行中指示航向穩(wěn)定、準確； 轉彎中誤差很??； 磁傳感器靈敏度高。 注意: 地面接通電源23分

7、鐘后快速協(xié)調； 飛機處于不穩(wěn)定狀態(tài)時禁止協(xié)調； 飛機改出轉彎515秒后要快速協(xié)調，以消除轉彎中積累的誤差。,24,4、航向系統(tǒng)（Heading System）,組成：由兩種以上工作原理不同的羅盤組成，也稱為羅盤系統(tǒng)。,25,特點 是由多種傳感器組合成的羅盤； 航向信號的輸出有多種用途； 指示器是多功能指示； 雙套配置，可靠性好。 用途: 保持磁航向沿等角航線飛行； 保持大園航向沿大園航線飛行； 按以起降跑道為基準的陀螺方位，進行起落航線飛行。,26,（二）高度（Altitude）,是指飛機到某一基準面的垂直距離。單位是米（m）或英尺（ft）。 （一）高度的種類及其關系,相對高,真高,絕對高,2

8、7,1、相對高（Relative Height）（HR） 以起飛或降落機場平面為基準面的高度。 2、真高（True Height）（HT） 以飛機正下方地平面為基準面的高度。 3、絕對高（Positive Altitude）（HP） 以平均海平面為基準面的高度。 西方許多國家,相對高、真高統(tǒng)稱為高（Height），絕對高稱爲高度（Altitude）。,28,4、三種高度的關系,29,相對高 真高+地點與機場的標高差 絕對高機場標高 真高相對高地點與機場的標高差 絕對高地點標高 絕對高相對高+機場標高 真高+地點標高,30,高度換算題：高度單位：米（m）,31,高度換算題：高度單位：米（m）,2

9、100,2450,2180,2980,4550,4360,5330,6010,32,（二）測量高度的儀表,1、無線電高度表 （Radio/Radar Altimeter） 根據(jù)無線電波反射的原理，通過測量電波往返時間測量高度。測出的是真高。測量高度的范圍很小，主要用于儀表進近的最后階段。,33,該表下方有決斷高度旋鈕，用來在刻度盤上定決斷高。當飛機下降到?jīng)Q斷高時，儀表左上方的警告燈亮，可以提醒機長及時作出繼續(xù)下降還是復飛的決定。,34,2、氣壓高度表 （Barometric Altimeter）,35,利用氣壓隨高度變化的規(guī)律測定高度。,QNE=1013hPa = 760mmHg =29.92

10、inHg 1mmHg =11m 1hPa=30ft 1inHg=1000ft,36,37,38,氣壓高度表是將氣壓表上的氣壓刻度刻為相應的高度刻劃，并配備些必要的機械或電器傳動零件構成的。 氣壓高度表指的是以某一氣壓面為基準的氣壓高。 氣壓高度表上有調定氣壓面的氣壓調整鈕。,39,40,41,場壓高,標準氣壓高,修正海壓高,42,三種氣壓高：,場面氣壓高（場壓高）（HQFE） 以機場場面氣壓（QFE）為基準面的氣壓高。 修正海平面氣壓高（修正海壓高）（HQNH） 以修正海平面氣壓（QNH）為基準面的氣壓高。 標準氣壓高（HQNE）（Pressure Altitude） 以標準海平面氣壓（QNE

11、）為基準面的氣壓高。,43,修正海壓高與標準氣壓高的換算,換算方法： 1、求壓力差 2、求高度差 3、高加、低減,44,場壓高、修正海壓高和標準海壓高換算 單位：高度(ft) 氣壓(hPa),45,場壓高、修正海壓高和標準海壓高換算 單位：高度(ft) 氣壓(hPa),3300,3690,3680,3920,5810,4610,4500,4410,46,( 三）氣壓高度表的使用,起飛、著陸用場壓高或修正海壓高 航線飛行通常用標準氣壓高 氣壓撥正分為二種情況： 1、規(guī)定過渡高度和過渡高度層的機場 2、未規(guī)定過渡高度和過渡高度層的機場,47,QNH,QNH,48,過渡高度（Transition A

12、ltitude）（TL) 是以修正海壓（QNH）為基準面的一個氣壓高度。在此高度及其以下，飛機按修正海壓高飛行。 過渡高度層（Transition Level ）（TL) 是在過渡高度之上，可以利用的一個最低飛行高度層（是以QNE為基準面的一個飛行高度）在此高度及其以上，飛機按標準氣壓高飛行。 過渡層（Transition Layer）是指過度高度與過度高度層之間的垂直間隔。 目前我國許多大、中型機場都規(guī)定有過渡高度和過渡高度層。,49,飛行高度層（FL),是以標準大氣壓海平面為基準，按一定高度差劃分的高度層。 真航線角在0o至179o范圍內(nèi)，高度由900至8100米,每隔600米為一個高度層

13、；高度在9000米以上,每隔1200米為一個高度層。 真航線角在180o至359o范圍內(nèi)，高度由600至8400米，每隔600米為一個高度層；高度在8400米以上，每隔1200米為一個高度層。,50,51,52,真航線角在0度至179度范圍內(nèi)的飛行高度層，按照下列方法劃分： (一)高度由900米至8100米，每隔600米為一個高度層； (二)高度由8900米至12500米，每隔600米為一個高度層 (三)高度在12500米以上，每隔1200米為一個高度層。 真航線角在180度至359度范圍內(nèi)的，飛行高度層按照下列方法劃分： (一)高度由600米至8400米，每隔600米為一個高度層； (二)高

14、度由9200米至12200米，每隔600米為一個高度層； (三)高度在13100米以上，每隔1200米為一個高度層。,53,飛行高度層配備標準示意圖,自2008年9月25日 零時起生效,54,我國航線飛行高度層配備現(xiàn)行標準示意圖,55,修正海平面氣壓適用區(qū)域,執(zhí)行高度表撥正轉換,56,修正海平面氣壓適用區(qū)域,執(zhí)行高度表撥正轉換,57,1、規(guī)定過渡高和過渡高度層的機場,起飛前,定修正海平面氣壓（QNH); 起飛后,上升到過渡高度或在過渡高度以下穿越修正海平面氣壓適用區(qū)域時定標準海壓（QNE); 著陸前,下降到過渡高度層或在過渡高度以下進入修正海平面氣壓適用區(qū)域時，定修正海壓（QNH)。,58,2

15、、未規(guī)定過渡高和過渡高度層的機場,起飛前,定修正海平面氣壓（QNH); 起飛后,上升到修正海平面氣壓適用區(qū)域的水平邊界或管制員指令高度時，一個高度表定QNE，另一個高度表則等上升到航線高度后再定標準海壓（QNE); 著陸前，進入到修正海平面氣壓適用區(qū)域的水平邊界或根據(jù)管制員的通知定修正海壓（QNH)。,59,60,61,62,（四）氣壓高度表的誤差及修正,1 機械誤差 2、氣溫誤差 3、氣壓誤差,63,1、機械誤差 （Instrument Error）（Hi）,是由于制造不精確和使用中磨損變形引起的。 指示的少誤差為正；指示的多誤差為負。 儀表指示的高度叫表高 （Indicated Altit

16、ude） （IA）。 修正機械誤差后叫修正表高 （Calibrated Altitude）（CA）。 修正表高（CA） =表高（IA）+Hi,64,2、氣溫誤差 （Temperature Error）（Ht）,CATA,CATA,氣溫低,氣溫標準,氣溫高,CA=TA,65,是由于實際氣溫不標準引起的。 修正氣溫誤差后叫修正高度即實際的高度 （True Altitude)。 實際氣溫低于標準氣溫，氣壓垂直遞減律大，修正表高大于實際的高度（CATA）； 實際氣溫高于標準氣溫，氣壓垂直遞減律小，修正表高小于實際的高度（CATA）。 氣溫誤差可以根據(jù)下面公式，利用計算器進行修正或進行手工計算。,66,

17、高度單位為米時,67,高度單位為英尺時,68,69,70,71,72,TA,CA,HQNE,tH,73,例1:若HQNE=1500m CA=1350m tH =-5 則TA=1300m 例2:若HQNE=2000m TA=2000m tH =-23 則CA=2200m,HQNE,HQNE,CA,CA,TA,TA,1500米,74,例 題,1、CA=8000m TH =-15o HQNE=10000m 求TA=? 2、CA=8000ft TH =-15o HQNE=10000ft 求TA=? 3、CA=9000m TH=-20o HQNE=8500m 求TA=? 3、CA=9000ft TH=-

18、20o HQNE=8500ft 求TA=?,(3050m),(2600m),75,例 題,1、CA=8000m TH =-15o HQNE=10000m 求TA=9259m (9250m) 2、CA=8000ft TH =-15o HQNE=10000ft 求TA=7697ft (7700ft) 3、 CA=9000m TH=-20o HQNE=8500m 求TA=9786m (9800m) 4、CA=9000ft TH=-20o HQNE=8500ft 求TA=8398ft (8400ft),(3050m),(2600m),76,3、氣壓誤差（Pressure Error）（Hp）,是由于所

19、定氣壓與地面實際氣壓不一致引起的。 可以利用氣壓調整鈕修正。 4、誤差修正 IA Hi CA Ht TA,加,尺算,減,尺算,77,三、空速（Airspeed）,空速是指飛機相對空氣運動的速度。通常以公里/小時（km/h）或海里/小時（節(jié)）（kt）表示。 （一）測定空速的原理 通過測量飛機與空 氣相對運動時產(chǎn)生的動 壓求得空速。,78,79,80,81,（二）測量空速的誤差及其修正,1、機械誤差 2、空氣動力誤差 3、空氣壓縮性修正量誤差 4、空氣密度誤差,82,1、機械誤差 （Instrument Error）（Vi）,是由于制造不精確和使用中磨損變形引起的。 指示的少誤差為正；指示的多誤差

20、為負。,83,2、空氣動力誤差 （Position Error）（VP）,是 由于氣流經(jīng)過空速管時產(chǎn)生彎曲和紊亂引起的。 指示的少誤差為正；指示的多誤差為負。 儀表指示的空速叫表速（Indicated Airspeed） （IAS）。 修正機械誤差和空氣動力誤差后叫修正表速（Calibrated Airspeed）（CAS）。 修正表速(CAS) =表速（IAS)+Vi+VP,84,3、空氣壓縮性修正量誤差（Compressibility Error）（V）,是由于空氣壓縮性修正系數(shù)變化引起的。 該誤差使指示的比實際的大，均為負值。 修正該誤差后，叫當量空速（Equivalent Airspe

21、ed）（EAS）。 當量空速（EAS）=修正表速（CAS）+ V,85,空氣壓縮性修正量誤差表標準大氣,86,4、空氣密度誤差（Density Error）（Vd）,是由于飛行高度上的空氣密度與標準海平面空氣密度不一致引起的。 通常指示的比實際的小，誤差為正。 修正該誤差后的空速叫真空速（True Airspeed）（TAS）。 該誤差可以根據(jù)相應公式，利用計算器進行修正。,87,88,高度單位為米時,89,高度單位為英尺時,90,HQNE,EAS,TAS,91,例1： 若HQNE=2000m CAS=200Km/h tH=0o 則TAS=220Km/h 例2： 若HQNE=8000m CAS

22、=600Km/h tH=-50o 則TAS=584Km/h,HQNE,HQNE,TAS,TAS,CAS,CAS,0,92,例題：,1、H=5000m tH=20o EAS=130km/h 求TAS=? 2、H=5000ft tH=10o EAS=130kt 求TAS=? 3、H=8000m tH=40o EAS=184km/h 求TAS=? 2、H=8000ft tH= 20o TAS=184kt 求EAS=?,93,例題：,1、H=5000m tH=20o EAS=130km/h 求TAS=167km/h 2、H=5000ft tH=10o EAS=130kt 求TAS=136kt 3、H=8000m tH=40o EAS=184km/h 求TAS=280km/h 4、H=8000ft tH= 20o TAS=184kt 求EAS=200kt,94,經(jīng)驗法（Rule of thumb）,高度每升高1000米，真空速比表速大5； 高度每升高1000英尺，真空速比表速大2； 空中溫度比標準氣溫高（低）5真空速比表速大（?。?。,95,5、誤差