基于AutoLisp語言的基線轉(zhuǎn)彎飛行程序設(shè)計研究

潘瀟波

【摘 要】借助AutoLisp語言在CAD平臺上進行基線轉(zhuǎn)彎飛行程序保護區(qū)及飛行軌跡的設(shè)計，能一定程度降低繪制復(fù)雜程度，為飛行程序設(shè)計提供有效途徑。本文主要圍繞飛行軌跡的確定、保護區(qū)的確定、參數(shù)化程序的設(shè)計等方面展開討論，通過分析基線轉(zhuǎn)彎飛行程序相關(guān)設(shè)計環(huán)節(jié)，具體闡述CAD平臺提供的AutoLisp語言的實際運用，通過借助設(shè)計平臺上對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫及數(shù)學算法等，進一步提高飛行程序設(shè)計的自動化程度。

【關(guān)鍵詞】AutoLisp語言；飛行程序設(shè)計；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，與飛機運營安全以及機場運行收益等有緊密聯(lián)系，因此，有必要加強對飛機程序設(shè)計的研究?，F(xiàn)階段，在進行飛機程序設(shè)計時普遍采用AutoLisp語言，能在該設(shè)計語言作用下，建立飛機程序?qū)?yīng)的數(shù)據(jù)庫與圖形庫。AutoLisp語言指的是以解釋方式存在CAD平臺的一種程序設(shè)計語言，利用該語言求解函數(shù)的功能，可進一步得到相應(yīng)的設(shè)計結(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)航臺作為起點，根據(jù)指定高度進入中間或最后航段前開展的機動飛行，與儀表飛行程序設(shè)計成效有直接聯(lián)系，需要確?；€轉(zhuǎn)彎在飛行程序設(shè)計上的合理使用。在將基線轉(zhuǎn)彎結(jié)合到飛行程序設(shè)計中時，通常選取保護區(qū)設(shè)計以及飛行軌跡設(shè)計兩部分，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)彎程序來保障飛機的可靠運行。出航軌跡長度一般由方位線以及出航時間來判定，確保出航時間設(shè)定有較高精度。在進行飛行軌跡確定時，需要按照相關(guān)表達式得到具體飛機軌跡曲線，如在設(shè)定入航軌跡和出航軌跡間夾角時，可利用下述式子求得，其中t為預(yù)定飛行時間。

三、保護區(qū)的確定

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

（一）進入保護

進入保護區(qū)設(shè)計與基線轉(zhuǎn)彎出航軌跡與入航軌跡間的夾角，以及進入軌跡與基線轉(zhuǎn)彎程序設(shè)定的出航軌跡間夾角有關(guān)。在實際設(shè)計過程中，需要首先明確上述夾角表達形式，之后根據(jù)導(dǎo)航臺類型合理設(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出風螺旋線。

（二）出航邊保護

除了進入保護區(qū)設(shè)計外，還需要加大對出航邊的保護，以便保證出航邊保護區(qū)域設(shè)計滿足飛機運營需求[1]。實際進行出航邊保護區(qū)域的設(shè)計方案繪制時，應(yīng)通過指定點在航空軌跡兩側(cè)分別畫出一條直線，使其與出航軌跡分別構(gòu)成一定角度，同時需要確定飛機運營過程中可能轉(zhuǎn)彎的點，將其作為出航邊保護區(qū)起點。通過結(jié)合民航飛行程序設(shè)計需求，來具體設(shè)定飛機出航保護區(qū)邊界，在明確保護區(qū)轉(zhuǎn)彎起點的條件下，具體設(shè)置保護區(qū)范圍，避免外界因素對飛機正常運營產(chǎn)生不利影響，是提高航空通行交通安全性的關(guān)鍵，同時是基線轉(zhuǎn)彎飛行程序設(shè)計重要意義的體現(xiàn)。將AutoLisp語言應(yīng)用到程序設(shè)計中，能有效提高各位置點及曲線的設(shè)計精度，并且在自動化設(shè)計平臺作用下，可確保飛行程序設(shè)計效率與質(zhì)量。

（三）入航轉(zhuǎn)彎保護

從入航轉(zhuǎn)彎保護區(qū)設(shè)計這一角度出發(fā)，主要是在確定可能出現(xiàn)飛行轉(zhuǎn)彎的點的基礎(chǔ)上，繪制其對應(yīng)的動態(tài)風螺旋線。將入航轉(zhuǎn)彎保護對應(yīng)的程序設(shè)計參數(shù)導(dǎo)入設(shè)計平臺中后，則系統(tǒng)將自動進行曲線繪制，如延長轉(zhuǎn)變位置點的風螺旋線對應(yīng)切線，使其與入航軌跡相交在某一確定點，進而在飛行軌跡垂直方向作風螺旋線。在得到上述多條線段后，需要將系統(tǒng)設(shè)計界面上的保護區(qū)域利用切線連接起來，這時可得到基線轉(zhuǎn)彎運行相應(yīng)的保護區(qū)域，將其作為保護主區(qū)，還需要進行主區(qū)外擴獲得保護副區(qū)。在借助CAD程序設(shè)計平臺進行入航保護區(qū)設(shè)計時，關(guān)鍵在于風螺旋線的有效設(shè)計，能做到在保證風螺旋線構(gòu)成區(qū)域滿足實際航空交通需求的前提下，為基線轉(zhuǎn)彎程序設(shè)計奠定基礎(chǔ)，是確保入航保護區(qū)設(shè)計合理性的關(guān)鍵。AutoLisp語言主要是對程序設(shè)計參數(shù)進行解讀，以便保證數(shù)學算法在保護區(qū)設(shè)計上的合理運用，在已知設(shè)計參數(shù)的情況下，促使數(shù)學計算結(jié)果的有效性，能為基線轉(zhuǎn)彎程序設(shè)計提供數(shù)據(jù)支撐。

（四）風螺旋線

而在風螺旋線設(shè)計上，需要注意的是，風螺旋線的設(shè)計與基線轉(zhuǎn)彎程序整體設(shè)計效果有直接聯(lián)系，應(yīng)嚴格按照風螺旋線設(shè)計規(guī)范，做到對飛行軌跡保護區(qū)域的合理設(shè)計。實際進行風螺旋線設(shè)計時，通常以無風情況下的飛行轉(zhuǎn)彎點作為坐標原點，使得飛行縱軸方向設(shè)計為Y軸，橫軸方向則設(shè)定X軸，在該坐標系下可建立相應(yīng)坐標系，以便在坐標系作用下進行曲線設(shè)計，在嚴格控制轉(zhuǎn)彎角度以及轉(zhuǎn)彎率的條件下，達到較好的風螺旋線設(shè)計效果。對于風螺旋而言，指的是在以某一確定時間間隔內(nèi)得到的計算結(jié)果為基礎(chǔ)的情況下，明確基線轉(zhuǎn)彎程序設(shè)計目的，以保障飛行可靠運營為主要目標，通過合理設(shè)計風螺旋線，為飛行程序有效設(shè)計提供保障。具體來說，基線轉(zhuǎn)彎程序設(shè)計是一項較系統(tǒng)的工程，對設(shè)計人員綜合素質(zhì)要求較高，而為了降低程序設(shè)計中的人工失誤，則有必要充分利用AutoLisp語言，以便在系統(tǒng)自動計算與繪圖的基礎(chǔ)上，促進飛行程序設(shè)計領(lǐng)域的良好發(fā)展。

四、參數(shù)化程序的設(shè)計

在利用AutoLisp語言進行飛行程序設(shè)計時，主要設(shè)計內(nèi)容包括界面程序設(shè)計、繪制程序設(shè)計以及驅(qū)動程序設(shè)計等，需要針對這些程序構(gòu)建對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，并將程序參數(shù)等存儲在數(shù)據(jù)庫中，在實際設(shè)計階段，需要在設(shè)計界面導(dǎo)入對應(yīng)的程序設(shè)計參數(shù)，以便降低飛機程序設(shè)計難度，提高基線轉(zhuǎn)彎飛機程序設(shè)計的精度及效率。在程序設(shè)計平臺完成一次運行后，則導(dǎo)入設(shè)計系統(tǒng)中程序參數(shù)將自行存儲到數(shù)據(jù)庫中。為了確保數(shù)據(jù)庫內(nèi)設(shè)計參數(shù)滿足飛行程序設(shè)計要求，則應(yīng)根據(jù)具體設(shè)計情況來修正程序參數(shù)，并利用改正后的參數(shù)驅(qū)動程序再次運行。將基線轉(zhuǎn)彎對應(yīng)的程序指令加載到設(shè)計平臺上后，接著導(dǎo)入運行指令，確保在系統(tǒng)自動運行的條件下完成飛行程序設(shè)計圖的繪制[2]。系統(tǒng)運行過程中，將從界面在獲取導(dǎo)航臺坐標，通過點擊畫面按鈕來確定導(dǎo)航臺位置，在此基礎(chǔ)上進行程序設(shè)計。在AutoLisp語言作用下完成的設(shè)計圖案，可能存在多余螺旋線，這時需要對其進行修剪處理，并在畫面中添加飛行軌跡保護區(qū)，進而得到預(yù)期的飛行程序設(shè)計成果。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中存儲的程序參數(shù)可保存為Excel文件，將其導(dǎo)入程序設(shè)計平臺上便可直接運用到程序設(shè)計中。

五、結(jié)論

綜上所述，飛機程序設(shè)計作業(yè)涉及到的學科范圍較廣、數(shù)據(jù)量大且計算復(fù)雜，傳統(tǒng)設(shè)計人員主要采取手工計算和繪制的方法，容易造成設(shè)計周期長、計算量大以及設(shè)計不規(guī)范等問題。而隨著功能軟件的研發(fā)，AutoCAD軟件逐漸被運用到飛機程序設(shè)計中，通過利用AutoLisp語言進行飛行程序設(shè)計，能有效提高設(shè)計質(zhì)量及效率，降低飛行程序設(shè)計難度。本文主要是對基線轉(zhuǎn)彎飛行程序的設(shè)計展開研究，以便為之后的程序設(shè)計提供借鑒。

【參考文獻】

[1]閆換換，項恒.基于AutoLisp語言的基線轉(zhuǎn)彎飛行程序設(shè)計[J].中國民航飛行學院學報，2016，27（01）：47-50+55.

[2]郭凱.基于AutoCAD二次開發(fā)的飛行程序設(shè)計輔助軟件開發(fā)的研究[D].中國民航大學，2014.