1、1 飛行計劃算法1.1 燃油政策CCAR在121部中關于備降場和加油量作了相關規定，下表是對相關規定的簡要描述： 一）國內航線備降場規定和燃油政策指定備降場燃油政策無可用備降場飛到并著陸預定的目標機場以正常的巡航燃油消耗再飛行2小時無須指定備降場飛到并著陸預定的目標機場以正常的巡航燃油消耗再飛行45分鐘指定至少一個備降場飛到并著陸預定的目標機場飛到并著陸在最遠備降場以正常的巡航燃油消耗再飛行45分鐘二）國際航線備降場規定和燃油政策指定備降場燃油政策無可用備降場飛到預定的目標機場以正常的巡航燃油消耗再飛行2小時無須指定備降場飛到并著陸預定的目標機場繼續飛行從起飛到著陸的航程時間的10在目標機場1

2、500ft上空以等待速度在標準大氣條件下飛行30min指定至少一個備降場飛到并著陸預定的目標機場繼續飛行從起飛到著陸的航程時間的10飛到并著陸在最遠備降場在備降場1500ft上空以等待速度在標準大氣條件下飛行30min1.2 基本算法根據CCAR的燃油政策，國內和國際航線正常飛行計劃的飛行剖面如下圖所示：國內航線：國際航線：根據飛行剖面，可以將飛行計劃的計算過程分為幾個主要的階段，下面分別對各階段的計算方法進行描述：1.2.1 爬升計算通過波音Inflt/Report程序能夠生成飛機爬升性能數據，爬升性能和飛機松剎車重量、溫度與ISA的偏差、爬升高度等因素有關。爬升計算就是根據飛機松剎車重量、

3、爬升高度、溫度偏差，查詢性能表，進行插值，計算出飛機爬升到指定高度所需要的油量、時間、及飛過的水平距離。航路爬升通常是一種等表速等數（如 280/0.78）的爬升。對于最小成本飛行計劃，可以通過Inflt生成指定成本指數的爬升性能數據（如CI50）。若考慮10000英尺以下表速250knot的限制，可以生成相應的有低空限速的爬升性能數據（如250/280/0.78、250/CI50）。1. 風速修正由于爬升性能表給出的是在靜風條件下的數據，而實際情況是有風的，因此需要對風速進行修正。從開始爬升到爬升頂點，風向和風速都是在不斷變化的，計算時，風速取爬升頂點航路風分量的2/3。設從爬升性能表查得無

4、風時的空中距離為DA，時間為t，爬升頂點巡航高度上的風速為W，則飛機在爬升過程中的平均空速=，地速= ，飛過的地面距離D= =。(注：順風為，逆風為)2. 機場標高修正飛機性能使用手冊中的爬升性能表都是針對機場氣壓高度為零的情況給出的，即給出的是由海平面機場起飛爬升到某一高度層所需要的油量、時間及飛過的水平距離。當機場的氣壓高度不為零時，需進行修正。設機場的標高為ELE，飛行高度為FL。可以由下面的公式計算從標高為ELE的機場起飛爬升到巡航高度FL所需的油量F(ELEFL)、時間T(ELEFL)及飛過的水平距離D(ELEFL)：F(ELEFL) = F(0FL) F(0ELE+1500) +

5、F(01500)T(ELEFL) = T(0FL) T(0ELE+1500) + T(01500)D(ELEFL) = D(0FL) D(0ELE+1500) + D(01500)1.2.2 巡航計算通常采用的巡航方式有等M數、等表速、LRC、經濟巡航等，通過波音Inflt/Report程序能夠生成對應各種巡航方式的飛機巡航性能數據。巡航性能和飛機重量、巡航高度、溫度（與ISA的偏差）等因素有關，經濟巡航的性能數據還和風速有關。巡航計算就是將巡航段分成一個個步長(如下圖所示)，并假定步長內的高空氣象、飛機重量是恒定的，根據步長內的飛機平均重量、巡航高度、溫度與ISA的偏差、風速（僅對于經濟巡航

6、），查詢巡航性能表，進行插值，計算出對應的燃油流量和真空速、并由風速矢量三角形計算地速，從而計算出步長所需的時間及油量。 1. 側風影響由于側風的影響，飛機的航跡將偏離航向，航跡和航向線之間的夾角，即真空速和地速之間的夾角叫做偏流角。由風速、真空速、地速之間組成的矢量三角形如下圖所示：其中：MTK磁航跡角MH磁航向角DA偏流角WD風向WA風角，風向線與磁航跡之間的夾角TAS真空速GS地速WS風速根據矢量三角形，推導出下面的公式：1.2.3 下降計算通過波音Inflt/Report程序能夠生成飛機下降性能數據，下降性能和飛機落地重量、巡航高度、溫度（與ISA的偏差）等因素有關。下降計算就是根據飛

7、機落地重量、巡航高度、溫度偏差，查詢性能表，進行插值，計算出飛機從指定高度下降所需要的油量、時間、及飛過的水平距離。下降過程通常是一種等數等表速（如0.78/280）的下降。對于最小成本飛行計劃，可以通過Inflt生成指定成本指數的下降性能數據（如CI50）。若考慮10000英尺以下表速250knot的限制，可以生成相應的有低空限速的下降性能數據（如0.78/280/250，CI50/250）。1. 風速修正由于下降性能表給出的是在靜風條件下的數據，而實際情況是有風的，因此需要對風速進行修正。從下降頂點到著陸過程，風向和風速都是在不斷變化的，計算時，風速取下降頂點航路風分量的2/3。設從下降性

8、能表查得無風時的空中距離為DA，時間為t，下降頂點巡航高度上的風速為W，則飛機在下降過程中的平均空速=，地速= ，飛過的地面距離D= =。(注：順風為，逆風為)2. 機場標高修正飛機性能使用手冊中的下降性能表都是針對機場氣壓高度為零的情況給出的，即給出的是由某一高度層下降到海平面機場起飛所需要的油量、時間及飛過的水平距離。當機場的氣壓高度不為零時，需進行修正。設機場的標高為ELE，飛行高度為FL。可以由下面的公式計算從巡航高度FL下降到標高為ELE的機場所需的油量F(FLELE)、時間T(FLELE)及飛過的水平距離D(FLELE)：F(FLELE) = F(FL0) F(ELE+15000)

9、 + F(15000)T(FLELE) = T(FL0) T(ELE+15000) + T(15000)D(FLELE) = D(FL0) D(ELE+15000) + D(15000)1.2.4 等待計算通過波音Inflt/Report程序能夠生成飛機等待性能數據，即以最小燃油流量速度作等待飛行時的燃油流量數據。等待性能數據和等待高度、等待時的飛機重量、溫度（與ISA的偏差）有關。根據CCAR121的燃油規定，國際航線需要計算30分鐘等待耗油。計算時以等待起點的重量查詢等待性能表，進行插值，得到燃油流量，然后乘以等待時間，從而計算得到等待耗油。然后再以等待中點的重量作為等待過程的平均重量，計

10、算最終的等待耗油。1.2.5 航線應急油量計算根據CCAR121的燃油規定，國際航線需要計算從起飛到著陸的航程時間10的航線應急油量。設主航段航程時間為TRTO，主航段TOD點燃油流量為FFD，航線應急油量：RFO = TRTO * 10% * FFD1.2.6 續航油量計算根據CCAR121的燃油規定，國內航線飛行計劃應保證在備降場著陸后，剩余油量能以正常的巡航燃油消耗繼續飛行45分鐘。由于對燃油政策中“正常的巡航燃油消耗”理解存在分歧，續航油量的計算可以指定按主航段或按備降段TOD的燃油流量進行計算。FEXC = FFD * 45 / 601.3 計算步驟根據已知條件和目的不同，提供下面幾

11、類飛行計劃：1） 已知業載和額外油量2） 已知業載和起飛油量3） 已知業載計算最大帶油4） 已知起飛油量計算最大業載5） 已知起飛重量計算最大業載6） 已知落地重量計算最大業載7） 已知業載和目的地機場落地剩油其中，第1項，可以計算出落地重量，然后根據落地重量，由備降場反向進行計算;第2、3、4、5項，可計算出起飛重量，然后根據起飛重量，由起飛機場正向進行計算。第6、7項根據目的地機場的落地重量，先反向計算主航段油量，然后正向計算備降段油量。在計算的過程中滿足下列條件： 無油重量（ZFW）最大無油重量（MZFW） 備降機場著陸重量（LWA）備降機場最大著陸重量（MLWA） 目的地機場著陸重量（

12、LWD）目的地機場最大著陸重量（MLWD） 起飛重量（TOW）起飛機場最大起飛重量（MTOW） 總油量油箱容量1.3.1 反向計算 國際航線計算30分鐘等待油量 計算備降段下降距離、油量、時間 計算備降段巡航油量、時間 計算備降段爬升距離、油量、時間。判斷目的地機場落地重量是否小于允許的最大落地重量，若否，則減載后返回第步重新進行計算 計算主航段下降距離、油量、時間 計算主航段巡航油量、時間 計算主航段爬升距離、油量、時間。判斷起飛機場起飛重量是否小于允許的最大起飛重量，若否，則減載后返回第步重新進行計算 國內航線計算45分鐘續航油量，國際航線計算10%航線應急油，返回第步重新進行計算1.3.

13、2 正向計算 計算主航段爬升距離、油量、時間 計算主航段巡航油量、時間 計算主航段下降距離、油量、時間。判斷目的地機場落地重量是否小于允許的最大落地重量，若否，則減載后返回第步重新進行計算 計算備降段爬升距離、油量、時間 計算備降段巡航油量、時間 計算備降段下降距離、油量、時間 國內航線計算45分鐘續航油量，國際航線計算30分鐘等待和10%航線應急油。若國內航線：剩余油量續航油量，國際航線：剩余油量等待油量+應急油量，減載后返回第步重新計算。1.3.3 正反兩個方向計算 計算主航段下降距離、油量、時間 計算主航段巡航油量、時間 計算主航段爬升距離、油量、時間。判斷起飛機場起飛重量是否小于允許的

14、最大起飛重量，若否，則減載后返回第步重新進行計算 計算備降段爬升距離、油量、時間 計算備降段巡航油量、時間 計算備降段下降距離、油量、時間 國內航線計算45分鐘續航油量，國際航線計算30分鐘等待和10%航線應急油。若國內航線：剩余油量續航油量，國際航線：剩余油量等待油量+應急油量，減載后返回第步重新計算。1.4 高空氣象處理目前我們利用國家氣象局提供的T213產品作為飛行計劃高空氣象的數據來源。國家氣象局提供給我們的T213產品每天提供二次預報，分別基于8:00和20:00的觀測數據。預測時段為6-48小時，每隔6小時一次。覆蓋的區域范圍為東徑58.5-180，北緯0-60.75,網格密度為1.1251.125。高空氣象數據以文本文件形式提供給我們,每次提供850、700、600、500、400、30