针对飞行训练科目本场训练空域安排的探究与优化

闫子英，谢翔涛，曹博书

(中国民航大学飞行技术学院 天津300300)

针对飞行训练科目本场训练空域安排的探究与优化

闫子英，谢翔涛，曹博书

(中国民航大学飞行技术学院 天津300300)

针对现阶段飞行训练空域紧张、训练进度缓慢的原因进行分析，将有限的飞行训练空域进行合理安排、优化，使空域利用率最大化，增加飞行学员在同一时间段内的飞行小时数，使同批飞行学员加快训练进度，提高整体训练效率，以缓解飞行训练空域紧张问题。

飞行训练科目 本场训练 空域优化 Flight Gear

针对现阶段飞行训练空域紧张、训练进度缓慢的问题，提出了有关飞行训练科目对于本场训练空域安排的探究与优化相关议题，并就议题进行深入研究，得出了具有实际意义的方案，为今后飞行训练空域优化提出了相关建议。

1 初步构想及深入研究

在研究之初，项目组组员均对于飞行技术和空域方面有浓厚的研究兴趣，同时具有一定的计算机操作基础，对朝阳飞行学院开设的各飞行训练科目、飞行技术动作、步骤、空域特点均有一定的了解，具有较强学习能力。由研究小组组员研究各飞行训练科目的特点，优化组合，在不牺牲飞机间距的情况下缩小飞机垂直间隔。利用飞行仿真模拟平台，建立各飞行训练科目四维动态航迹。根据动态航迹特点，优化空域设计，在保持航空器间距的前提下，减小同一训练空域内航空器的垂直间隔，增大训练容量。同时，研究飞行训练过程中各突发状况及相应解决方案。根据前期相关研究成果制定《基于飞行训练科目对于本场训练空域安排的探究与优化基本规则》。

2 利用相关软件检验可行性

2.1 Flight Gear双机联飞

利用飞行仿真模拟平台Flight Gear，建立各飞行训练科目的四维动态航迹。根据动态航迹特点，优化空域设计，保持航空器间距的前提下，减小同一训练空域内航空器的垂直间隔，增大训练容量(见图1)。

2.2 Matlab软件中的数据检验

完成Matlab 与Flight Gear 的连接后，启动Flight Gear。系统可根据计算结果画出双机飞行高度、速度、间隔距离等随时间变化的曲线(见图2)。通过这些曲线可以非常直观地了解两架飞机在训练中飞行参数的变化情况。

图1 双机联飞图Fig.1 Double machine fly

图2 飞机高度随时间变化图Fig.2 Plane height variation over time

3 飞行空域优化后矩形航线训练的特殊规则

3.1 两架飞机空域优化后矩形航线训练的规则

严格控制滑行速度，在障碍物附近滑行，速度不得超过15,km/h，两架及以上飞机跟进滑行，后机不得超越前机，后机与前机的距离不得小于50,m。

两架飞机依次排队等待起飞，飞行员应随时观察本机与其他飞机的间隔，防止间距过小，且矩形航线训练中，靠前飞机准备转弯飞至二边后靠后飞机才可起飞。

矩形航线训练中，后机应由教员指导，调整前后机间距，调整好后，学员记忆前机在风挡玻璃上的位置，在飞行中通过目视前机大小、风挡玻璃位置的改变达到间距保持的目的。

飞行教员应指导飞行学员调整飞机间距，通过自身经验确保前后机保持正常间距。

如后机学员、教员发现两机间距变小，应主动与前机飞行员沟通，前机适当加速保持平飞，或后机适当减速并尽量保持不掉高度。如两机飞行员无法利用通讯手段进行沟通，则后机飞行员应减速并在适当情况下下降一定高度，是否下降高度、下降高度大小应视实际情况由教员决定。

如飞行员目测发现两机间距过小，且无法增大两机间距至适当距离时(极端情况)，应由教员控制飞机，通过延长边上飞行、延缓转弯的方法增大间距。

3.2 可能出现的非正常情况及解决方案

3.2.1 偏离航线

解决方法：飞行前制定备用航线，备用航线保证与矩形航线间隔大于1,km，飞行员在发现偏离航线后，应及时修正，如偏离较大或前后机间隔较近，应及时改为备用航线。

3.2.2 速度误差超过规定范围

解决方法：飞行员应在保持基本飞行姿态的状态下，收小油门，使速度大小尽快回到规定范围内。

3.2.3 飞机间隔小于最小间隔距离

解决方法：如后机学员、教员发现两机间距变小，应主动与前机飞行员沟通，前机适当加速保持平飞，或后机适当减速并尽量保持不掉高度。如两机飞行员无法利用通讯手段进行沟通，则后机飞行员应监控前机状态。若前机爬升，则后机减速并适当下降高度，如前机下降，则后机在保持速度的情况下，进行适当爬升。是否爬升、下降以及爬升、下降的高度大小应据实际情况由教员决定，如因航线高度较低，无法下降高度，则应报告塔台，同时监控前机状态，减速并尽量保持不掉高度，如距离过紧，应在争得塔台同意的情况下爬升，在爬升时应注意与前机距离。

3.3 前机大小变化和前机在挡风玻璃上位置变化的情况及修正方法(以两飞机向右转弯为例)

3.3.1 前机在风挡玻璃上的位置向右移动前机问题：前机在大坡度盘旋时转弯半径减小。后机问题：后机在大坡度盘旋时转弯半径增大。造成原因：前机在风挡玻璃上的位置向左、右移动。

①可能是由大坡度盘旋中的飞机侧滑引起的，飞机向左侧滑，转弯半径增大；飞机向右侧滑，转弯半径减小。通常情况下大坡度盘旋中的飞机侧滑还会引起机头风挡稍高或稍低。

解决方法：首先应检查转弯侧滑仪，查看侧滑大小，柔和蹬舵进行修正，并在需要时适当增大或减小带杆量。

②可能是由大坡度盘旋中的飞机坡度变化引起的，在飞机空速等状态不变时，飞机坡度增大，转弯半径减小，前机在风挡玻璃上的位置向左移动；同理，飞机坡度减小，转弯半径增大，前机在风挡玻璃上的位置向右移动。

3.3.2 前机在风挡玻璃上的位置向上移动

前机问题：前机在大坡度盘旋时高度下降。

后机问题：后机在大坡度盘旋时机头(风挡)稍高，或高度升高。

造成原因：前机在风挡玻璃上的位置向上、下移动，主要是由大坡度盘旋中的飞机速度变化引起的，飞机速度稍快，飞机机头(风挡)稍高，高度升高；飞机速度稍慢，飞机机头(风挡)稍低，高度降低。

解决方法：应适当增大或减小带杆量，必要时稍收油门进行修正。

4 结 语

以塞斯纳172为例，对飞行训练空域进行了探究与优化，并通过Flight Gear软件模拟，验证了以减小同一训练空域内航空器的垂直间隔为主题的相关空域优化方案的可行性。

［1］ 郭卫刚，韩维，王秀霞. 基于Matlab/Flightgear 飞机飞行性能的可视化仿真系统[J]. 实验技术与管理，2010(10)：110-112.

［2］ 张镭，江洪洲. 基于Matlab 的飞行仿真[J]. 计算机仿真，2006，23(6)：57-58.

［3］ 贾荣珍，王行仁. 飞行仿真系统的建模与验证[J]. 飞行力学，1996，14(1)：80-84.

Arrangement of Airspace for Flight Training Course: Exploration and Optimization

YAN Ziying，XIE Xiangtao，CAO Boshu
(Flight Technology College，Civil Aviation University of China，Tianjin 300300，China)

In view of tense airspace arrangement and slow progress of current flight training, corresponding reasons were analyzed. The study aims to find a reasonable solution for the arrangement and optimization of training airspace to maximize the airspace utilization, increase flight hours for trainee pilots in the same time period, speed up the training schedule of the same batch trainee pilots and improve the efficiency of the overall training, thus relieving the tense airspace for flight trainings.

flight training course；field training；airspace optimization；Flight Gear

V19

：A

：1006-8945(2016)05-0015-02

天津市大学生创新创业训练科目(201510059100)。

2016-04-09