潘瀟波

【摘 要】借助AutoLisp語(yǔ)言在CAD平臺(tái)上進(jìn)行基線轉(zhuǎn)彎飛行程序保護(hù)區(qū)及飛行軌跡的設(shè)計(jì)，能一定程度降低繪制復(fù)雜程度，為飛行程序設(shè)計(jì)提供有效途徑。本文主要圍繞飛行軌跡的確定、保護(hù)區(qū)的確定、參數(shù)化程序的設(shè)計(jì)等方面展開(kāi)討論，通過(guò)分析基線轉(zhuǎn)彎飛行程序相關(guān)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，具體闡述CAD平臺(tái)提供的AutoLisp語(yǔ)言的實(shí)際運(yùn)用，通過(guò)借助設(shè)計(jì)平臺(tái)上對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)及數(shù)學(xué)算法等，進(jìn)一步提高飛行程序設(shè)計(jì)的自動(dòng)化程度。

【關(guān)鍵詞】AutoLisp語(yǔ)言；飛行程序設(shè)計(jì)；基線轉(zhuǎn)彎

一、前言

飛行程序被看作是民航交通服務(wù)中的關(guān)鍵組成部分之一，與飛機(jī)運(yùn)營(yíng)安全以及機(jī)場(chǎng)運(yùn)行收益等有緊密聯(lián)系，因此，有必要加強(qiáng)對(duì)飛機(jī)程序設(shè)計(jì)的研究?，F(xiàn)階段，在進(jìn)行飛機(jī)程序設(shè)計(jì)時(shí)普遍采用AutoLisp語(yǔ)言，能在該設(shè)計(jì)語(yǔ)言作用下，建立飛機(jī)程序?qū)?yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)與圖形庫(kù)。AutoLisp語(yǔ)言指的是以解釋方式存在CAD平臺(tái)的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，利用該語(yǔ)言求解函數(shù)的功能，可進(jìn)一步得到相應(yīng)的設(shè)計(jì)結(jié)果。

二、飛行軌跡的確定

基線轉(zhuǎn)彎屬于反向程序多種方式之一，是將導(dǎo)航臺(tái)作為起點(diǎn)，根據(jù)指定高度進(jìn)入中間或最后航段前開(kāi)展的機(jī)動(dòng)飛行，與儀表飛行程序設(shè)計(jì)成效有直接聯(lián)系，需要確?；€轉(zhuǎn)彎在飛行程序設(shè)計(jì)上的合理使用。在將基線轉(zhuǎn)彎結(jié)合到飛行程序設(shè)計(jì)中時(shí)，通常選取保護(hù)區(qū)設(shè)計(jì)以及飛行軌跡設(shè)計(jì)兩部分，需要將飛行航跡設(shè)置在出航軌道兩側(cè)30°之內(nèi)，之后利用基線轉(zhuǎn)彎程序來(lái)保障飛機(jī)的可靠運(yùn)行。出航軌跡長(zhǎng)度一般由方位線以及出航時(shí)間來(lái)判定，確保出航時(shí)間設(shè)定有較高精度。在進(jìn)行飛行軌跡確定時(shí)，需要按照相關(guān)表達(dá)式得到具體飛機(jī)軌跡曲線，如在設(shè)定入航軌跡和出航軌跡間夾角時(shí)，可利用下述式子求得，其中t為預(yù)定飛行時(shí)間。

三、保護(hù)區(qū)的確定

對(duì)于儀表飛行程序來(lái)講，其保護(hù)區(qū)主要是圍繞置信區(qū)間來(lái)設(shè)定的，指的是航空設(shè)備能飛至的全部區(qū)域。具體設(shè)計(jì)飛行程序時(shí)，需要充分考慮影響航空器正常運(yùn)營(yíng)有關(guān)因素，如導(dǎo)航設(shè)備容差以及飛行技術(shù)等，都將對(duì)航空保護(hù)區(qū)的設(shè)置產(chǎn)生影響。下面將結(jié)合有關(guān)影響因素，來(lái)具體確定基線轉(zhuǎn)彎程序?qū)?yīng)的保護(hù)區(qū)，對(duì)飛行程序保護(hù)區(qū)構(gòu)成中的進(jìn)入保護(hù)區(qū)、出航及入航保護(hù)區(qū)等區(qū)域加以分析。

（一）進(jìn)入保護(hù)

進(jìn)入保護(hù)區(qū)設(shè)計(jì)與基線轉(zhuǎn)彎出航軌跡與入航軌跡間的夾角，以及進(jìn)入軌跡與基線轉(zhuǎn)彎程序設(shè)定的出航軌跡間夾角有關(guān)。在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要首先明確上述夾角表達(dá)形式，之后根據(jù)導(dǎo)航臺(tái)類型合理設(shè)置定位容差區(qū)，在上述步驟完成，要再次沿著航跡方向畫(huà)出風(fēng)螺旋線。

（二）出航邊保護(hù)

除了進(jìn)入保護(hù)區(qū)設(shè)計(jì)外，還需要加大對(duì)出航邊的保護(hù)，以便保證出航邊保護(hù)區(qū)域設(shè)計(jì)滿足飛機(jī)運(yùn)營(yíng)需求[1]。實(shí)際進(jìn)行出航邊保護(hù)區(qū)域的設(shè)計(jì)方案繪制時(shí)，應(yīng)通過(guò)指定點(diǎn)在航空軌跡兩側(cè)分別畫(huà)出一條直線，使其與出航軌跡分別構(gòu)成一定角度，同時(shí)需要確定飛機(jī)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中可能轉(zhuǎn)彎的點(diǎn)，將其作為出航邊保護(hù)區(qū)起點(diǎn)。通過(guò)結(jié)合民航飛行程序設(shè)計(jì)需求，來(lái)具體設(shè)定飛機(jī)出航保護(hù)區(qū)邊界，在明確保護(hù)區(qū)轉(zhuǎn)彎起點(diǎn)的條件下，具體設(shè)置保護(hù)區(qū)范圍，避免外界因素對(duì)飛機(jī)正常運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生不利影響，是提高航空通行交通安全性的關(guān)鍵，同時(shí)是基線轉(zhuǎn)彎飛行程序設(shè)計(jì)重要意義的體現(xiàn)。將AutoLisp語(yǔ)言應(yīng)用到程序設(shè)計(jì)中，能有效提高各位置點(diǎn)及曲線的設(shè)計(jì)精度，并且在自動(dòng)化設(shè)計(jì)平臺(tái)作用下，可確保飛行程序設(shè)計(jì)效率與質(zhì)量。

（三）入航轉(zhuǎn)彎保護(hù)

從入航轉(zhuǎn)彎保護(hù)區(qū)設(shè)計(jì)這一角度出發(fā)，主要是在確定可能出現(xiàn)飛行轉(zhuǎn)彎的點(diǎn)的基礎(chǔ)上，繪制其對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)風(fēng)螺旋線。將入航轉(zhuǎn)彎保護(hù)對(duì)應(yīng)的程序設(shè)計(jì)參數(shù)導(dǎo)入設(shè)計(jì)平臺(tái)中后，則系統(tǒng)將自動(dòng)進(jìn)行曲線繪制，如延長(zhǎng)轉(zhuǎn)變位置點(diǎn)的風(fēng)螺旋線對(duì)應(yīng)切線，使其與入航軌跡相交在某一確定點(diǎn)，進(jìn)而在飛行軌跡垂直方向作風(fēng)螺旋線。在得到上述多條線段后，需要將系統(tǒng)設(shè)計(jì)界面上的保護(hù)區(qū)域利用切線連接起來(lái)，這時(shí)可得到基線轉(zhuǎn)彎運(yùn)行相應(yīng)的保護(hù)區(qū)域，將其作為保護(hù)主區(qū)，還需要進(jìn)行主區(qū)外擴(kuò)獲得保護(hù)副區(qū)。在借助CAD程序設(shè)計(jì)平臺(tái)進(jìn)行入航保護(hù)區(qū)設(shè)計(jì)時(shí)，關(guān)鍵在于風(fēng)螺旋線的有效設(shè)計(jì)，能做到在保證風(fēng)螺旋線構(gòu)成區(qū)域滿足實(shí)際航空交通需求的前提下，為基線轉(zhuǎn)彎程序設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)，是確保入航保護(hù)區(qū)設(shè)計(jì)合理性的關(guān)鍵。AutoLisp語(yǔ)言主要是對(duì)程序設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行解讀，以便保證數(shù)學(xué)算法在保護(hù)區(qū)設(shè)計(jì)上的合理運(yùn)用，在已知設(shè)計(jì)參數(shù)的情況下，促使數(shù)學(xué)計(jì)算結(jié)果的有效性，能為基線轉(zhuǎn)彎程序設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支撐。

（四）風(fēng)螺旋線

而在風(fēng)螺旋線設(shè)計(jì)上，需要注意的是，風(fēng)螺旋線的設(shè)計(jì)與基線轉(zhuǎn)彎程序整體設(shè)計(jì)效果有直接聯(lián)系，應(yīng)嚴(yán)格按照風(fēng)螺旋線設(shè)計(jì)規(guī)范，做到對(duì)飛行軌跡保護(hù)區(qū)域的合理設(shè)計(jì)。實(shí)際進(jìn)行風(fēng)螺旋線設(shè)計(jì)時(shí)，通常以無(wú)風(fēng)情況下的飛行轉(zhuǎn)彎點(diǎn)作為坐標(biāo)原點(diǎn)，使得飛行縱軸方向設(shè)計(jì)為Y軸，橫軸方向則設(shè)定X軸，在該坐標(biāo)系下可建立相應(yīng)坐標(biāo)系，以便在坐標(biāo)系作用下進(jìn)行曲線設(shè)計(jì)，在嚴(yán)格控制轉(zhuǎn)彎角度以及轉(zhuǎn)彎率的條件下，達(dá)到較好的風(fēng)螺旋線設(shè)計(jì)效果。對(duì)于風(fēng)螺旋而言，指的是在以某一確定時(shí)間間隔內(nèi)得到的計(jì)算結(jié)果為基礎(chǔ)的情況下，明確基線轉(zhuǎn)彎程序設(shè)計(jì)目的，以保障飛行可靠運(yùn)營(yíng)為主要目標(biāo)，通過(guò)合理設(shè)計(jì)風(fēng)螺旋線，為飛行程序有效設(shè)計(jì)提供保障。具體來(lái)說(shuō)，基線轉(zhuǎn)彎程序設(shè)計(jì)是一項(xiàng)較系統(tǒng)的工程，對(duì)設(shè)計(jì)人員綜合素質(zhì)要求較高，而為了降低程序設(shè)計(jì)中的人工失誤，則有必要充分利用AutoLisp語(yǔ)言，以便在系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算與繪圖的基礎(chǔ)上，促進(jìn)飛行程序設(shè)計(jì)領(lǐng)域的良好發(fā)展。

四、參數(shù)化程序的設(shè)計(jì)

在利用AutoLisp語(yǔ)言進(jìn)行飛行程序設(shè)計(jì)時(shí)，主要設(shè)計(jì)內(nèi)容包括界面程序設(shè)計(jì)、繪制程序設(shè)計(jì)以及驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)等，需要針對(duì)這些程序構(gòu)建對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，并將程序參數(shù)等存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，在實(shí)際設(shè)計(jì)階段，需要在設(shè)計(jì)界面導(dǎo)入對(duì)應(yīng)的程序設(shè)計(jì)參數(shù)，以便降低飛機(jī)程序設(shè)計(jì)難度，提高基線轉(zhuǎn)彎飛機(jī)程序設(shè)計(jì)的精度及效率。在程序設(shè)計(jì)平臺(tái)完成一次運(yùn)行后，則導(dǎo)入設(shè)計(jì)系統(tǒng)中程序參數(shù)將自行存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中。為了確保數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)滿足飛行程序設(shè)計(jì)要求，則應(yīng)根據(jù)具體設(shè)計(jì)情況來(lái)修正程序參數(shù)，并利用改正后的參數(shù)驅(qū)動(dòng)程序再次運(yùn)行。將基線轉(zhuǎn)彎對(duì)應(yīng)的程序指令加載到設(shè)計(jì)平臺(tái)上后，接著導(dǎo)入運(yùn)行指令，確保在系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行的條件下完成飛行程序設(shè)計(jì)圖的繪制[2]。系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，將從界面在獲取導(dǎo)航臺(tái)坐標(biāo)，通過(guò)點(diǎn)擊畫(huà)面按鈕來(lái)確定導(dǎo)航臺(tái)位置，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。在AutoLisp語(yǔ)言作用下完成的設(shè)計(jì)圖案，可能存在多余螺旋線，這時(shí)需要對(duì)其進(jìn)行修剪處理，并在畫(huà)面中添加飛行軌跡保護(hù)區(qū)，進(jìn)而得到預(yù)期的飛行程序設(shè)計(jì)成果。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的程序參數(shù)可保存為Excel文件，將其導(dǎo)入程序設(shè)計(jì)平臺(tái)上便可直接運(yùn)用到程序設(shè)計(jì)中。

五、結(jié)論

綜上所述，飛機(jī)程序設(shè)計(jì)作業(yè)涉及到的學(xué)科范圍較廣、數(shù)據(jù)量大且計(jì)算復(fù)雜，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)人員主要采取手工計(jì)算和繪制的方法，容易造成設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)、計(jì)算量大以及設(shè)計(jì)不規(guī)范等問(wèn)題。而隨著功能軟件的研發(fā)，AutoCAD軟件逐漸被運(yùn)用到飛機(jī)程序設(shè)計(jì)中，通過(guò)利用AutoLisp語(yǔ)言進(jìn)行飛行程序設(shè)計(jì)，能有效提高設(shè)計(jì)質(zhì)量及效率，降低飛行程序設(shè)計(jì)難度。本文主要是對(duì)基線轉(zhuǎn)彎飛行程序的設(shè)計(jì)展開(kāi)研究，以便為之后的程序設(shè)計(jì)提供借鑒。

【參考文獻(xiàn)】

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