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第六章 飞行计划的制定. 本章主要内容. 6.1 飞行计划的主要内容、计算方法和主要使用图表 6.2 航班飞行燃油计算方法 6.3 二次放行和双发延程飞行( ETOPS) 简介. 6.1 飞行计划的内容、计算方法和图表. 6.1.1 飞行计划的主要内容 飞行计划: 根据具体的气象条件、机场和飞机的状况,按照有关的限制和规定,计算确定可带的商载以及完成本次航班飞行所需的飞行时间和燃油量。. 航班飞行计划包括: ● 确定 MTOW 和 MLW ● 根据选定的飞行剖面确定飞行速度和高度 ● 制定燃油计划:计算航班飞行所需的总燃油量和总时间
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本章主要内容 6.1 飞行计划的主要内容、计算方法和主要使用图表 6.2 航班飞行燃油计算方法 6.3 二次放行和双发延程飞行(ETOPS)简介
6.1 飞行计划的内容、计算方法和图表 6.1.1 飞行计划的主要内容 飞行计划: 根据具体的气象条件、机场和飞机的状况,按照有关的限制和规定,计算确定可带的商载以及完成本次航班飞行所需的飞行时间和燃油量。 航班飞行计划包括: ● 确定MTOW和MLW ● 根据选定的飞行剖面确定飞行速度和高度 ● 制定燃油计划:计算航班飞行所需的总燃油量和总时间 ● 给出有关航路资料 ● 其他有关数据(如返航点、二次放行点)
6.1.2 CCAR(FAR)关于备降场及加油量的规定 1,关于备降场的规定 CCAR 121.637 [起飞备降机场] 如果起飞机场的气象条件低于合格证持有人运行规范中为该机场规定的着陆最低标准,在签派放行飞机前应当按下述规定选择起飞备降机场 (1)对于双发动机飞机,备降机场与起飞机场的距离不大于飞机使用一发失效的巡航速度在静风条件下飞行1小时的距离 (2)对于装有三台或三台以上发动机的飞机,备降机场与起飞机场的距离不大于飞机使用一发失效时的巡航速度在静风条件下飞行2小时的距离
CCAR 121.639 [仪表飞行规则国内运行的目的地备降机场] 按仪表飞行规则签派放行飞机,飞行前应当在签派放行单上至少为每个目的地机场列出一个备降机场,当目的地机场或第一备降机场的天气条件预报处于边缘状态时,应当再指定至少一个备降机场,但是如果天气实况报告预报或两者的组合表明,在飞机预计到达目的地机场时刻前后至少1小时的时间段内,该机场云底高度和能见度符合下列规定,并且在每架飞机与签派室之间建立了独立可靠的通信系统进行全程监控,则可以不选择目的地备降机场 (1)机场云底高度至少在公布的最低的仪表进近最低标准中的最低下降高(或决断高)之上450米(1500英尺),或在机场标高之上600米(2000英尺)取其中较高值 (2)机场能见度至少为4800米,或高于目的地机场所用仪表进近程序最低的适用能见度最低标准3200米以上,取其中较大者
CCAR 121.641 [国际运行的目的地备降机场] 按仪表飞行规则签派放行飞机,飞行前应当在签派放行单上为每个目的地机场至少列出一个备降机场,但如果在每架飞机与签派室之间建立了独立可靠的通信系统进行全程监控,当预定的飞行不超过6小时且相应的天气实况报告预报或两者的组合表明在预计到达目的地机场时刻前后至少1小时的时间内目的地机场的天气条件符合下列规定,则可以不选择目的地备降机场 (i)机场云底高度符合下列两者之一 (A)如果该机场需要并准许盘旋进近,至少在最低的盘旋进近最低下降高度MDA之上450米1500英尺 (B)至少在公布的最低的仪表进近最低标准中的最低下降高度(MDA)或决断高度(DA)之上450米1500英尺,或机场标高之上600米2000英尺,取其中较高者 (ii)机场能见度至少为4800米,或高于目的地机场所用仪表进近程序最低的适用能见度最低标准3200米以上,取其中较大者
飞行任务 储备 台阶式巡航 下降 爬升 巡航 下降 爬升 10000ft 10000ft 45分钟 等待 起飞 进近和着陆 复飞 进近和着陆 滑出 加速到爬升 滑入 进近失误 飞行时间和燃油 轮档时间和燃油 2,关于燃油量装载的规定 国内航线 对有备降场的情况,所加油量包括: 航程燃油:起飞机场到预定目的地机场的燃油 备降燃油:目的地机场复飞到距目的地机场最远的备降机场的燃油 等待燃油:以正常燃油消耗量在备降机场上空等待45分钟的燃油。
飞行任务 储备 台阶式巡航 10% 飞行时间 下降 爬升 巡航 下降 爬升 10000ft 10000ft 30分钟 等待 起飞 进近和着陆 复飞 进近和着陆 滑出 加速到爬升 滑入 进近失误 飞行时间和燃油 轮档时间和燃油 国际航线 对有备降场的情况,所加油量包括: 航程油量:从起飞机场起飞到目的地机场着陆所需的燃油。 应急燃油:飞行10%航程时间所耗的燃油。 (该部分燃油也可规定为航程油量的5%) 备降燃油:从目的地机场飞往最远备降场的燃油。 等待燃油:在备降场上空1500英尺等待30分钟需要的油量。
6.1.3 计算燃油量时应考虑的因素 CCAR 121.663 [计算所需燃油和滑油应当考虑的因素] (a)除满足本规则121.657至121.661的要求外计算所需燃油和滑油还应当考虑到以下因素 (1)风和其他天气条件预报 (2)预期的空中交通延误 (3)在目的地机场进行一次仪表进近和可能的复飞 (4)空中释压和航路上一台发动机失效的情况 (5)可能延误飞机着陆的任何其他条件 (b)本条中的所需燃油是指不可用燃油之外的燃油
飞行任务 储备 巡航 下降 爬升 巡航 爬升 下降 10000ft 45分钟 等待 滑出 滑入 复飞 飞行时间和燃油 轮档时间和燃油 6.1.4 飞行剖面 1、国内航线,对有备降场的情况,最低油量为: 航程燃油(TF-Trip Fuel) 备降燃油(AF-Alternate Fuel) 等待燃油(HF-Holding Fuel)
10% 飞行时间 飞行任务 储备 巡航 下降 爬升 巡航 爬升 下降 10000ft 30分钟 等待 滑出 滑入 复飞 飞行时间和燃油 轮档时间和燃油 2、国际航线,对有备降场的情况,最低油量为: 航程油量(TF-Trip Fuel) 应急燃油(CF-Contingency Fuel) 备降燃油(AF-Alternate Fuel) 等待燃油(HF-Holding Fuel)
3、起飞时的总油量可分为: 航程燃油 法定最低燃油量,由CCAR121规定 备降燃油 法定储备油 等待燃油 应急燃油 起飞总油量= 公司储备油 -- 由公司政策规定 -- 由机长规定 其它额外燃油
6.1.4 飞行计划的主要计算方法和主要使用的图表 1. 飞行计划的计算顺序 ● 已知商载,计算航班所需燃油,确定实际的起飞重量 由备降机场反算到起飞机场 ● 给定起飞重量和商载(也就确定了加油量),计算航班所需燃油 由起飞机场顺算到备降机场
开始 起飞全重TOW 爬升段计算 假定的着陆重量LW TOC TOD 下降段计算 着陆机场 起飞机场 巡航段计算 航程时间TT和耗油TF 是 LW=TOW-TF |TOW-TF-LW|>ΔW1 备份油RF计算 总油量TOF计算 是 TOW=OEW+PL+TF |TOW-TF-PL-OEW|>ΔW2 结束 顺算流程图 循环迭代 同整个迭代过程,包含一个二重循环
2. 飞行计划制定中应满足的限制条件 • ●TOW≤MTOW • ●LW≤MLW • ●ZFW≤MZFW • ●起飞前所需总油量≤油箱最大载油量
3 飞行计划表的形式和主要内容 标题栏 重量数据栏 飞行数据栏 燃油计划栏 航路数据栏
4、简化的飞行计划图表 –用于手工制作飞行计划 • 计算由起飞机场至目的地机场的航程时间和航程燃油的图表(附图6-1:等高LRC巡航) • 计算由起飞机场至目的地机场的航程时间和航程燃油的图表(附图6-4:等马赫数阶梯巡航)。 • 计算从目的地机场进近复飞到备降机场着陆的备降时间和备降燃油图表(附图6-2) • 根据飞行重量和等待飞行高度,确定等待燃油的图表(附表6-1)
波音737—300从起飞机场到目的机场的航程燃油和航程时间波音737—300从起飞机场到目的机场的航程燃油和航程时间 由起飞机场至目的地机场的飞行时间和所需燃油的图表等高LRC巡航
波音737-300从目的机场复飞至备降机场的改航时间和改航燃油波音737-300从目的机场复飞至备降机场的改航时间和改航燃油 从目的地机场进近复飞到备降机场着陆的飞行时间和所需燃油图表
波音737-300空中等待计划的总燃油流量 确定等待飞行燃油量的图表
波音737采用阶梯爬升至最佳巡航高度的航程时间和航程燃油波音737采用阶梯爬升至最佳巡航高度的航程时间和航程燃油 阶梯爬升巡航的飞行时间和所需燃油量图表
6.2 航班飞行燃油计算方法 6.2.1 简化的飞行计划图表的使用方法 简化飞行计划图表给出的飞行时间(航程时间)和所需燃油,是指从松刹车起直到目的地机场(或备降场)接地所需的时间和燃油。
时间 参考线 油量 60 50 40 30 20 20 0 -10 ISA偏差 330 -100 0 +100 140 180 220着陆重量 1 已知起飞重量,计算航线所需燃油及时间 5.1 例1:航程2000海里,逆风50节,巡航高度33000Ft,起飞重量200000lbs,航路气温ISA+20℃,求航程所需燃油和飞行时间。 根据:TOW=LDW+FW 作辅助线 辅助线 37 参见附图6-1 2000
起飞重量 油量70 60 50 240 220 200 -100 0 +100 2 已知着陆重量,计算航线所需燃油及时间 例2:航程3200海里,逆风75节,阶梯巡航,着陆重量170000lbs,求航程所需燃油。 根据:TOW=LDW+FW 作辅助线 辅助线 64.7 参见附图6-4 3200
油量10 8 6 4 220 200 备降机场着陆重量 180 -100 0 +100 3 根据目的地机场着陆重量,计算从目的地机场到备降机场的所需燃油 例3:目的地机场到备降机场的距离为300海里,逆风50节,到达目的地机场的着陆重量为205000lbs,求目的地机场到备降机场的所需燃油。 将飞机在目的地机场的着陆重量适当减少作为飞机到达备降机场的着陆重量来查图。 7.8 假定到达备降机场的着陆重量为200000lbs。 参见附图6-2 300
4 已知等待结束时的飞机重量,求出等待油量 比较精确的方法是使用等待平均重量来计算燃油流量 • 若已知开始等待重量,则 W平均 = W始-等待时间xFF始/2 • 若已知等待结束重量,则 W平均 = W终+等待时间xFF终/2
例4:机场气压高度5000Ft,等待结束时重量193000lbs,计算等待油量(按45分钟计算)。例4:机场气压高度5000Ft,等待结束时重量193000lbs,计算等待油量(按45分钟计算)。 3675 计算过程: (1)等待结束重量193000lbs对应的燃油流量 (2)等待平均重量 (3)平均燃油流量 (4)等待油量
6.2.2 航线风修正的几点说明 1. 巡航高度上飞行对巡航风的修正 将地面距离换算成空中距离后直接查图(图表和飞机类型无关) ● 计算法 换算公式为: NAM=NGM×TAS/(TAS±VW) 逆风取负号 例:两机场航线距离为1340nm,巡航平均真空速为430kt, 巡航平均逆风为110kt,求空中距离 NAM = NGM×TAS/(TAS±VW) = 1340x430/(430-110) = 1801nm
空中距离NAM与地面距离NGM的换算 Wind 120 NGM400 TAS450 NAM540
2. 航路上的当量风 航路上的当量风实际上就是根据航路长度进行加权的平均风速。 例:北京至成都分四个航段,各短距离分别是104,347,529,687公里,各段风分量分别是-106,-111,-116,-120公里/小时,求北京至成都航线当量风 EW=(-106x104-111x347-116x529-120x687)/ (104+347+529+687)=-116km/h=-62.7kt 3. 风对爬升和下降距离的影响修正 波音给出了风对上升和下降距离影响的经验公式 NGM=NAM×(TAS±VW/2)/TAS 逆风取负号
6.2.3 用简化的飞行计划图表制定航班燃油计划 航线:成都至广州备降桂林 双流机场标高500米(1640ft)、白云机场标高11.4米(37ft)、桂林机场标高150米(492ft);成都至广州1357公里(734海里)、广州至桂林658公里(355海里)。 成都至广州飞行高度假定为10000米(33000ft)、逆风30kt,广州至桂林顺风20kt,航线温度ISA+10℃。起飞重量125000lbs,飞行前在地面APU工作1小时,飞行中不使用防冰。用简化飞行计划图表制定燃油计划。
1 确定航程燃油和时间 航程燃油为: 11100 lbs 航程时间为: 2∶03 2:03 辅助线 11.1
2 确定备降燃油 55分钟 在目的地机场的着陆重量为: 125000-11100=113900 lbs 假定在备降机场的着陆重量为: 110000 lbs 5.1 备降燃油为:5100 lbs 备降时间为:55分钟
3 计算等待燃油 等待高度为:492+1500≈2000 ft 等待起始重量为:113900-5100 =108800 lbs 105000lbs、2000ft的燃油流量:4980+[(5140-4980)/(50-15)]×(50-20)=5117 110000lbs、2000ft的燃油流量:5160+[(5320-5160)/(50-15)]×(50-20)=5291 108800lbs、2000ft的燃油流量:5117+[(5291- 5117)/(110-105)]×(108.8-105)=5256 等待燃油为:5256×(45/60)=3942 lbs 2000 5291 5117
4 APU地面工作1小时的燃油:250×1=250 lbs5 地面滑行14分钟(起飞9、着陆5)的耗油:25×14=350 lbs6 进近机动飞行9分钟(目的地5、备降4)的耗油:170×9=1530 lbs 起飞总油量:11100+5100+3942+250+350+1530=22272 lbs 成都至广州航程时间:2:03+0:05=2:08 轮挡时间:2:08+0:14=2:22航程燃油:11100+170 ×5=11950 lbs 轮挡燃油:11950+350=12300 lbs广州改航至桂林改航燃油:5100+170 ×4=5780 lbs 改航时间:0:55+0:04=0:59
1 图表说明 ● 表中总重量对应的距离数据表示由该巡航起始重量到巡航结束重量70000磅所经过的空中距离。 ● 两巡航重量之差代表了燃油消耗量,相应表格中的距离差表示该燃油消耗量所飞行的距离。 ● 已知巡航起始重量、巡航结束重量和巡航空中距离三个参数中的任意两个,即可查出第三个。 ● 根据表上飞行速度值,还可算出完成这段飞行所需的时间。
2 积分航程表制定燃油计划的步骤 • 根据航线爬升顶点的飞机重量,查表中起始距离; • 用该起始距离减去已知的巡航距离值; • 根据起始距离与已知距离之间的差值,查出相应的飞机重量; • 爬升顶点的已知飞机重量与该飞机重量之差,即是从航线爬升顶点到航线下降顶点间巡航所需的燃油。
114800 LBS A C B 630NM 520NM 例:某航路上有三个检查点A,B,C,波音737-300在A点的飞机重量是114800磅,A,B两点的距离为520海里,B,C两点的距离为630海里,计算从A到C点之间巡航所消耗的燃油。(巡航高度33000英尺,0.78M) 解题步骤: 1 根据A点的已知重量114,800磅(即114000+800磅),查表得对应距离为4067海里 2 B点对应的距离为:4067-520=3547海里 3 查表得B点的重量为108000+400=108400磅 4 A点到B点的燃油消耗量为:114800-108400=6400磅 5 C点对应的距离为:3547-630=2917海里 6 查表得C点的重量为101000磅 7 B点到C点的燃油消耗量为:108400-101000=7400磅 8 A点到C点的燃油消耗量为6400+7400=13800磅
2 查图计算巡航所需燃油 巡航起始距离:4067海里 巡航结束距离:4067-523=3544海里 巡航结束重量: 例:某航路巡航段长度为500海里,平均逆风20节,波音737-300飞机开始巡航重量是114800磅,计算巡航所消耗的燃油和巡航时间。(巡航高度33000英尺,0.78M) 解题步骤: 1 计算巡航段的空中距离(NAM) NAM=NGM×TAS/(TAS-VW)=500×454/(454-20)=523 海里 巡航段所需油量:114800-108365=6435 磅 3 计算巡航时间(t) t=NGM/(TAS –VW)或NAM/TAS=500/(454-20)或523/454=1.15 小时
用积分航程表分段制作燃油计划 例:起飞与目的地机场均在海平面,距离892nm,巡航高度35000ft,上升、巡航、下降段气温均为ISA,巡航高度平均顺风50kt,B757起飞松刹车重量200klb,上升计划为290/0.78,巡航计划为等高0.8M,下降计划为0.78/290/250。要求就上升、巡航、下降三段分别计算燃油计划。 解:此题为顺推步骤 1)上升段 查附表6-1,得到海平面上升至35000的数据为: 时间15min,燃油4400lb,距离88nam,TAS395kt 经过风修正后的地面距离:88x(395+50/2)/395=94ngm 2)下降段—巡航段距离不知道,先处理下降段 假设LW184000,查附表6-3,得下降数据为: 时间21min,燃油750lb,距离104nam TAS=104/(21/60)=297 经过风修正后的地面距离:104x(297+50/2)297=113ngm
3)巡航段 a.从附表6-4积分航程表得知TAS=461kt b.巡航段地面距离=892-94-113=685ngm c.巡航段空中距离=685x461/(461+50)=618nam d.TOC重量=200,000-4,400=195,600,由积分航程表,TOC重量195,600=190,000+5,600对应的距离为3564 e.TOD在积分航程表中对应距离为3564-618=2946 f.反查积分航程表,2946距离对应的重量为185,311 g.从TOC至TOD的巡航油耗为195,600-185,311=10,289 h.从TOC至TOD的巡航时间为685/(461+50)=1:20 i.验算假设的着陆重量,LW=200,000-4,400-10,289-750= 184,561,与假设值184,000接近。
6.2.5 无备降机场和目的地机场不能加油的飞行计划 1 无备降机场的燃油计划 国内航线 • 从起飞机场到目的地机场的燃油 • 在目的地机场上空1500英尺等待45分钟的燃油。 国际航线 ●不需备降机场 • 从起飞机场起飞到目的地机场着陆所需的燃油。 • 按正常的燃油流量飞行10%航程时间所耗的燃油。该部分燃油也可规定为航程油量的5%。 • 在目的地机场上空1500英尺等待30分钟需要的油量。 ●无备降机场 • 从起飞机场起飞到目的地机场着陆所需的燃油。 • 并能以正常的耗油量再飞行2小时的油量。
DEPART ALT1 DEST1 DEST2 ALT2 2 目的地机场不能加油的飞行计划 • 在国内,有个别机场不能加油(如拉萨机场),飞到这种机场去的飞机必须携带回程所需燃油。 • 说明 • 起飞机场:DEPART • 最初目的地机场:DEST1 备降场:ALT1 • 最终目的地机场:DEST2 备降场:ALT2
DEPART ALT1 DEST1 DEST2 ALT2 • 飞行计划制定方法 • 在DEST1停机坪上剩余的燃油量应等于DEST1起飞到DEST2备降ALT2的燃油量。 • 先从ALT2往回计算到DEST1的停机坪,计算出的这部分油量作为由DEPART到DEST1的备份油量。 • 再由DEST1的停机坪往回计算到DEPART的停机坪。 • 这样就得到了由DEPART起飞的飞行计划总油量。它一般大于由DEPART起飞到DEST1备降ALT1的总油量。 • 北京至拉萨备降成都,再由拉萨至北京备降太原;成都至拉萨备降成都,再由拉萨至成都备降重庆(昆明)均是上述情况的特例。
6.3 二次放行和双发延程飞行(ETOPS)简介 6.3.1 二次放行简介 1 问题的提出 国际航线所加油量包括: • 航程油量:从起飞机场起飞到目的地机场着陆所需的燃油。 • 应急燃油: 按正常的燃油流量飞行10%航程时间所耗的燃油。 该部分燃油也可规定为航程油量的5%。 • 备降燃油:从目的地机场飞往备降场的燃油。 • 等待燃油:在备降场上空1500英尺等待30分钟需要的油量。 如何一方面遵守有关飞行放行的规定,另一方面又能设法利用未被使用的应急燃油,以减少目的地机场过多的剩余燃油,解决的方法就是二次放行。
R(二放点) 10% 起飞机场A 初次放行机场C 最终目的机场B 机场E 机场D 2 基本方法 • 在起飞机场A的起飞油量按最初目的机场C和相应的备降场D计算而加装(按国际航线燃油政策)。 • 在去机场C的下降点或稍前一点R检查油量,如所剩油量足以保证由R飞到机场B,则继续飞行到机场B;如所剩燃油量不足,则在机场C着陆,补充燃油后再飞到机场B。
3 基本思想和意义 • 设法利用一般不会被消耗的10%航程时间的应急燃油作为由二次放行点到最终目的地机场的所需燃油。因此,二次放行仅适于国际航线。 • 采用二次放行的方法起飞油量可以减小,这可增加商载或减小起飞重量。
R(二放点) 10% A C B E D 200NM 200NM 5000NM TOW=760000LB 下降点到目的机场的距离=100NM 4 计算示例 下图为747-200飞机起飞重量为760,000磅的飞行剖面,B为最终目的机场,E为其备降场;C为初始目的机场,D为其备降场。
A到C的飞行中,如应急燃油未被消耗,则二次放行点所剩燃油为:254900-(760000-509000)+15300+10200+21800=51200磅。A到C的飞行中,如应急燃油未被消耗,则二次放行点所剩燃油为:254900-(760000-509000)+15300+10200+21800=51200磅。 由二次放行点到B的所需燃油为: 23000+15300+10200+2700=51200磅。 此时在二次放行点可以直飞最终目的机场B,若在二次放行点所剩燃油小于51200磅,应在机场C着陆或备降机场D。 商载的增加量为:101800-81400=20400磅。 不使用二次放行 使用二次放行的结果 项 目 A B E → 备降 A C D B E → 备降 由二放点→ 备降 760000 760000 lbs 起飞重量 ( ) 在二放点总重 509000 274000 254900 23000 航程燃油 15000 15300 15300 改航燃油 9900 10200 10200 等待燃油 应急燃油 23700 21800 2700 起飞油量 322600 302200 干使用重量 356000 356000 业载 101800 81400