飞行计划基础算法
飞行计划 - 张军峰 [兼容模式]
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飞行计划张军峰南京航空航天大学飞行计划1 飞行计划的概念22 飞行计划主要使用图表33 航班飞行燃油计算方法z加油量的规定①国内航线的加油量规定CCAR 121.657 国内定期载客运行的燃油量要求…签派飞机或者使飞机起飞时，该飞机应当装有能够完成下列飞行的足够燃油：(1)飞往被签派的目的地机场；(2)此后，按照规定需要备降机场的，飞往目的地机场的最远的备降机场并着陆；(3)完成上述飞行后，还能以正常巡航消耗率飞行45分钟。
最终储备燃油（45分钟正常巡航）国内有备降场的飞行剖面备降燃油航程燃油TaxiParking IFR procedurewheel touch downmissed approachDEPARTURE ALTERNATEDESTINATIONBrake release总燃油量= 航程燃油+ 备份燃油=+备份燃油= 备降燃油+ 最终储备燃油补充●所谓国际标准大气（ISA),就是人为的规定一个不变的大气环境，包括温度、密度、气压等随高度的变化关系，得出统一的数据，作为计算和试验飞机的统一标准。
国际标准大气由国际民航组织(ICAO)制定，它是以北半球中纬度地区大气物理特性的平均值为依据建立的。
补充ISA偏差某处实际温度与ISA标准温度的差值。
例：已知某机场场温°20C，机场压力高度2000英尺。
求：机场高度处ISA偏差。
解：在压力高度为2000英尺的机场处，ISA标准温度应为：T标准=15°C−（2°C/1000ft）×2000ft=11°C，°而实际温度为：T实际=20C，所以，ISA偏差即温度差为：ISA偏差= T实际−T标准=20°C−11°C=9°C，表示为：ISA+9°C②国际航线的加油量规定CCAR 121.661除涡轮螺旋桨发动机飞机之外的涡轮发动机飞机国际运行的燃油量要求... 应当在考虑到预计的风和其他天气条件后，飞机有足够的燃油完成下列飞行：(1)飞往目的地机场并在该机场着陆；(2)从起飞机场到目的地机场并着陆所需总飞行时间的10％的一段时间的飞行；(3)此后，按照规定需要备降机场的，由目的地机场飞至签派或者放行单中指定的最远备降机场并着陆；(4)完成上述飞行后，还能以等待速度在备降机场，或者当不需要备降机场时在目的地机场上空450米(1500英尺)高度上在标准温度条件下飞行30分钟。
飞行器运动轨迹规划算法设计
飞行器运动轨迹规划算法设计一、引言飞行器运动轨迹规划算法是指根据飞行器的实时状态和任务需求，自动规划飞行器的飞行轨迹。
飞行器轨迹规划算法的设计对于飞行器的飞行安全，任务执行效率和实现智能化飞行具有重要作用。
本文将介绍飞行器运动轨迹规划算法的设计思路和实现方法，主要包括规划算法的分类、优化方法、实现方案等方面。
二、飞行器运动轨迹规划算法的分类根据轨迹规划算法的实现方式，可以将其分为模型预测控制算法和运动规划算法两种类型。
1. 模型预测控制算法模型预测控制算法是一种将运动学和动力学模型结合起来的算法。
该算法通过建立飞行器的运动学和动力学模型，预测出多个时刻内飞行器的状态，然后不断更新预测结果，实现飞行器运动轨迹的规划。
最常用的模型预测控制算法是基于线性二次规划（LQR）的算法，其核心思想是通过对系统状态方程、优化目标和约束条件的设计，实现最优控制。
由于LQR算法对模型的精度很高，因此适用于对飞行器的运动状态需求较高的任务。
2. 运动规划算法运动规划算法则是一种从路径规划入手设计出来的算法。
该算法将飞行器的运动轨迹分解为一系列离散点，然后在考虑到飞行器的动力学约束等限制条件的情况下，选择合适的时间分配规划出路径，然后再进行平滑处理，满足实际可操作性。
常用的运动规划算法包括A*算法、最小曲线规划算法和比例-积分-微分(IPD)控制器等。
运动规划算法适用于大范围自主探测、导航以及寻迹等任务。
三、飞行器运动轨迹规划算法的优化方法1. 优化目标函数目标优化函数是轨迹规划中的关键因素，一个好的目标函数能够实现系统最优的控制。
常用的目标函数包括位置、速度、能量、时间等多种因素。
其中，位置目标函数是指为了实现飞行器在执行任务时的位置要求（如航线或图像采集区域等），速度目标函数则是为了满足飞行速度要求，时间目标函数是为了使整个任务时间更短，能量目标函数则是为了让飞行器更加节能。
通过设置不同的目标函数，可以实现飞行器运动轨迹的多种不同的控制方式。
简易飞行计划的制作
第121.657条国内定期载客运行的燃油量要求n(a)除本条(b)款规定外，签派飞机或者使飞机起飞时，该飞机应当装有能够完成下列飞行的足够燃油：Ø(1)飞往被签派的目的地机场；Ø(2)此后，按照规定需要备降机场的，飞往目的地机场的最远的备降机场并着陆；Ø(3)完成上述飞行后，还能以正常巡航消耗率飞行45分钟。
n(b)经局方批准，合格证持有人可以采用由预定点飞至备降机场的方法确定燃油：签派飞机起飞前，该飞机应当装有足够的油量，经预定点飞至备降机场，此后以正常巡航消耗率飞行45分钟，但所载油量不得少于飞至所签派的目的地机场，此后以正常巡航消耗率飞行2小时所需要的油量。
第121.661条除涡轮螺旋桨发动机飞机之外的涡轮发动机飞机国际定期载客运行、补充运行的燃油量要求n(a)在实施国际定期载客运行和补充运行的情况下，除了经局方在其运行规范中批准的按照本规则第121.657条规定执行的飞行外，签派或者放行涡轮发动机飞机（涡轮螺旋桨发动机飞机除外）飞行，或者使其起飞时，应当在考虑到预计的风和其他天气条件后，飞机有足够的燃油完成下列飞行：Ø(1)飞往目的地机场并在该机场着陆；Ø(2)从起飞机场到目的地机场并着陆所需总飞行时间的10％的一段时间的飞行；Ø(3)此后，按照规定需要备降机场的，由目的地机场飞至签派或者放行单中指定的最远备降机场并着陆；Ø(4)完成上述飞行后，还能以等待速度在备降机场，或者当不需要备降机场时在目的地机场上空450米(1500英尺)高度上在标准温度条件下飞行30分钟。
第121.661条除涡轮螺旋桨发动机飞机之外的涡轮发动机飞机国际定期载客运行、补充运行的燃油量要求(b)签派或者放行涡轮发动机飞机（涡轮螺旋桨发动机飞机除外）飞往按照本规则第121.641条(a)款第(2)项或者第121.642条（b）款未规定备降机场的目的地机场时，应当在考虑到预计的风和其他天气条件后，有足够的油量飞到该机场，然后以正常巡航消耗率至少飞行2小时。
简易飞行计划制作
1、计算航班业载
李重量计算
目的：得出业载值，用以确定等待重量 原则：每位乘客按72KG重量、20KG行
数值：WTPLD=WTPASSENGER+WTCARGO =(72＋20)×140+3000 =15880KGS
8％
2、计算等待重量
目的：计算等待油量
原则：假定飞机在备降场落地后剩油为0 数值：WTHLD=DOPW+WTPLD
目的：通过将计算的起飞重量于各种限制的起飞
重量相比较，确定实际起飞重量
备注：需要比较的起飞重量限制有：结构限制、
场长限制、爬升限制、障碍物限制、轮胎速度限 制和刹车能量限制
10.1、结构限制起飞重量
从B737-800性能简介或机场分析手册中可得，
B2651结构限制起飞重量为167500LBS, 而计算结果 为156892LBS，
TIMEALTN=0.79H
54％
6、计算主降重量
数值：
目的：得到主降重量，为计算航线耗油作准备 原则：主降重量＝备降重量＋备降耗油
WTDEST=WTALTN+FUELALTN
= 131442LBS +4450LBS
=135892LBS
62％
7、计算航线耗油
目的：得到海口－北京的
FAA飞行计划制作简介
还有问题吗？
Any Question ?
一、概念
飞行计划：航班飞行前根据具体的气象条件、机场和
飞机状况，按照有关的限制和规定，计算确定可带的 业载以及完成本次航班飞行所需的飞行时间和燃油量， 保证飞行安全同时提高营运经济性。
滑行
爬升、巡航、下降
备降
飞行计划计算步骤
飞行计划计算步骤壹飞行计划解题步骤1若主航段或备降航段分段，先计算当量风和当量气温（WE、TE）2计算业载=3计算ZFW=OEW+PL= ；同时检查ZFW和MZFW关系4计算在备降场停机坪重量W停=OEW+PL+COF=ZFW+COF5计算在备降场滑入耗油=39x滑入时间6备降场着陆重量L WA=W停+滑入耗油同时检查L W A和MLW A关系7计算在备降场进近耗油=155x进近时间8计算等待结束重量（进近前重量）：W结束=L WA+进近耗油9①由W结束查表得到单发燃油流量FF1②等待油量F等待1=2xFF1xT③计算等待中平均重量：W平均=（W结束+W开始）/2=W结束+1/2F 等待1④根据W均查表得到单发燃油流量FF（即等待中平均燃油流量）⑤计算等待油量F等待=2xFFXT10计算等待开始重量：W开始=W结束+F等待11根据W开始查表得改航油量和改航时间：F改航= ；T改航= 12在目标机场着陆重量LWD=W开始+F改航；同时检查L WD和MLWD关系13计算在目标机场进近耗油=155x进近时间14在目标机场进近前重量W进近前=L WD+进近耗油得航程油量和航程时间：F航程= ；T航程= 16在起飞机场起飞重量TOW=W进近前+F航程= ；同时检查T OW和MTOW关系17计算起飞机场滑出耗油=39xT18计算在起飞机场停机坪重量T AXW=TOW+滑出耗油19定义汇总+验算过程：①改航油量=F改航+进近耗油②改航时间=T改航+进近时间③备份油量=改航油量+等待油量+公司备份油（COF）④航程油量=F航程+进近耗油⑤航程时间=T航程+进近时间⑥轮挡油量=航程油量+滑出耗油+滑入耗油⑦轮挡时间=航程时间+滑出时间+滑入时间⑧起飞总油量=轮挡油量+备份油量20验算T AX W-ZFW=（看是否等于起飞总油量：①如=表明求和无误；②如≠表明某一步运算错误，回去检查）21由目标机场着陆重量=改航松刹车重量，查表得改航高度=22根据飞行高度层查表，得下降段耗油：F下降=23WT OD=W进近前+F下降（向上取整估算，一般为几百磅）24根据WT OD查表得T OD点的HOPT=、Hmcr=、H1.3g=25根据TOW查表，得起飞机场爬升耗油，F爬升=26WT OC=T OW-F爬升得TOC点 HOPT=、Hmcr=、H1.3g=（飞过距离NGM=NAM-2/3XTXSw）28可见选择FLXXX巡航合适29备降巡航高度由复飞时起飞重量L WD得HOPT：HOPT±2000ft=XXXft-XXXft30根据英制高度层配备：①磁航线角在0-179应飞高度层为XXX②磁航线角在180-359应飞高度层为XXX贰燃油差价31因T OW＜MT OW,L WD＜ML WD,LW A＜ML WA,RPF＜FTC故可多带油条件32①△Ft=MT OW-T OW=②△Fd=ML WD-L WD=③△Fa=ML WA-LW A=④△Fr=FTC-RPF=33①由TOW和LWD计算均重W=（TOW+L WD）/2= ；②查巡航数值表得T AS均= ；③NAM=NGMxT AS/（T AS+Ws）=34查燃油差价表得：多带燃油消耗百分比35 Pdb（保本油价）=Pd/(1-x)= ;验证Pd＞Pdb多带油可产生经济效益36①由于△Ft、△Fd、△Fa、△Fr中，△Fx 最小，取△F'=△Fx②计算△F'=△Fd/(1-X)=XXX＜△Ft和△Fr，③即起飞可多带油=△F'，着陆时剩余=△Fd=XXX37可节省燃油费用=（△FdxPd-△F'x Pt）/2204.6= 叁二次放行位置点、业载增量、最佳初始目的地机场(设起飞机场为A，最终目的地机场为B，XYZ为可选初始目的地机场)1第一种情况;①机场X点最佳二放点Rx到机场A距离：Lrx=｛（0.91x Lab）∧2-（X点距AB垂直距离）∧2-（Lax)∧2｝/｛2x(0.91x Lab-Lax)｝②Lrx/Lab=③以X、Y、Z机场为初始目的地机场能增加的业载与不用二放航线应急油百分比：△PL/86%=(Lr/L)/89%④求得△PLx、△PLy、△PLz，之间最大值，即为最好的初始目的地机场，能增加业载最多1第二种情况;①同第一种情况①②修正备降距离影响;Lrx修=Lrx+1/3x（最终目的地机场与备降场距离-初始目的地机场与备降场距离）= ；Lrx/Lab= ；应选x点为初始目的地机场，二放点选在距离起飞机场xxxNGM 处③△PL/86%=(Lr/L)/89%；求得△PL④即能增加的业载△PL大约是不用二次放行时航线应急油量的xxx肆空中距离计算1准确空中距离：①由FL高度Tx和ISAy求得此高度Tx；Tx=288.15-6.5/3.28xX+Y②此高度ax=√KRT=√1.4x287.05xTx③由巡航M数求Vx=（Mx）x（ax）④地速Vg=Vx+COSxxWs⑤准确空中距离=(NGM1/V g1+NGM2/V g2)xVx2按风分量计算：①计算每个航段的风分量V w1和Vw2②按风分量计算的空中距离=｛NGM1/(Vx+Vw1分量)+NGM2/(Vx+Vw2分量）xVx｝3按当量风计算：①当量风=（NGM1xVw1分量+NGM2xVw2分量）/(NGM1+NGM2)②按当量风计算的空中距离=（NGM1+NGM2）/(Vx+Vw当量)xVx伍PCN正常起降和超载起降重量1正常起降跑道强度制的最大允许起飞重量W=(飞机基本重量)+(最大停机坪重量-飞机基本重量)/(最大停机坪重量对应道基强度-飞机基本重量对应道基强度)x（PCN值-飞机基本重量对应道基强度）=xxxKg2超载起降跑道强度制的最大允许起飞重量（R=5%，F=10%）W=(飞机基本重量)+(最大停机坪重量-飞机基本重量)/(最大停机坪重量对应道基强度-飞机基本重量对应道基强度)x｛PCN值x （R=5%，F=10%）-飞机基本重量对应道基强度｝=xxxKg。
飞行器航路规划算法分析
的选取，现在主要靠试凑的手段获得较合适的加权。
图 1 启发式 A*搜索法航路图
一般来说，用A*算法进行航路搜索时，由于需要 综合考虑各种因素，获得一条最优航路需要很长的收 敛时间和极大的内存空间。为加快搜索过程，Szczerba 等人[14-16]提出了一种用于二维规划的稀疏A*算法。该 算法结合航路约束有效地削减搜索空间以便能够实时 收敛并得到满足要求的解，大大缩短了搜索时间，节 省了内存空间。同时它还允许在规划过程中输入不同 的约束条件并在某任务期间改变这些参数的值。李春 华等人则进一步将稀疏A*算法扩展到三维规划应用 中[17-18]。
f (M ) = g(M ) + h(M ) 其中， g(M ) 为启发式因子，表示从初始节点到 当前节点M的真实代价；h(M ) 表示从当前节点M到目 标节点的最小代价估计值； f (M ) 则表示从初始节点 经M到目标节点的最小代价路径的估计值。搜索的原 则是优先扩展 f (M ) 小的结点，最终搜索得到最优航 路（见图1）。该算法由于提供了智能搜索因此大幅度 提高了搜索效率。但算法最终接近最优的程度取决于 启发函数的表达式以及 g(M ) 和 h(M ) 之间加权因子
pso算法是一类基于群体智能的随机优化技术相对遗传算法而言二者都是基于群体的迭代搜索但是pso算法没有交叉变异算子粒子群优化算法是通过个体之间的协作来搜寻最优解它利用了生物群体信息共享的思想其概念简单易于实现同时又有深刻的智能背景既适合科学研究又特别适合工程应用
第 31 卷 第 3 期 2009 年 6 月
A*算法是一种经典的启发式搜索算法[13]。启发函 数是由起始点到当前节点的最小目标函数值与从当前 节点到目标点的估计目标函数值计算得到的。它依赖 于启发信息，因而被称为启发函数。标准 A*算法对当 前位置的每一个可能到达的航路节点计算代价，然后 选择最低代价的节点加入搜索空间。加入搜索空间的 这一新节点又被用来产生更多的可能路径。搜索空间 中的节点 M 的代价函数为
手工飞行计划 第二部分
多 媒 体 课 堂
多媒体教学
飞行计划
授课者：谢春生 空管学院航务系
多 媒 体 课 堂
预备知识
（三）
多 媒 体 课 堂
做飞行计划所 使用的图表
多 媒 体 课 堂
计算平均燃油流量 FF及等待油量：
FF=3622+(3799-3622)×0.5756=3724 LB/h 等待油量=2×3724×0.75=5586 lb 课堂 习题 P252 5 B757-200(RB211-535E4)在备降场上空1500FT等待45 分 钟 , 备 降 场 标 高 5000FT, 等 待 结 束 时 的 重 量 为 180000LB, 设等待高度上的气温为ISA＋0, 求等待油 量。 180 10000 6500 FF1 = 3455 LB/HR 5000 3560 3210 FF1
多 媒 体 课 堂
(一) 确定最佳高度
一、远距巡航最佳高度的确定
1.已知： BRW=209KL B,以LRC巡航， 确定最佳高度. 2.已知巡航重 量为190KLB, 以0.80M巡航， 确定最佳高度.
多 媒 体 课 堂
NAM=190nm,BRW=180klb 二、短距巡航最佳高度的确定 温度为ISA+20，求HOPT。
习题 答案
由图查得，
Trip Fuel=
49 klb Trip Time= 6.6 hr Tow=160+49 =209 klb Hopt= 36000’
多 媒 体 课 堂
课堂 B757-200(RB211-535E4), 航程2500NM, 巡航高度 作业 FL330, 航路顶风50KT, 气温为 ISA＋10, 以LRC速 P252 度巡航, 着陆重量160000LB, 起飞机场标高0FT, 3 求航程油量、航程时间及起始巡航的最佳高度。 解：Trip Fuel=47000 LB
民用客机飞行计划基础数据的分析与计算
民用客机飞行计划基础数据的分析与计算朱承元;许若飞【摘要】本文利用经纬度坐标结合大圆航线计算求出两航路点间航段地面距离与空中距离,并对GRIB2气象数据进行解析处理,利用二次拉格朗日插值求出航路点气象信息数据与该航段航路风数据,首次把两者数据结合处理从而解决了制作飞行计划所需的计算基础数据精确度问题,提高了客机使用效率与安全性,增加了航空公司的运营效益.【期刊名称】《中国民航飞行学院学报》【年(卷),期】2016(027)002【总页数】4页(P51-53,57)【关键词】飞行计划;经纬度坐标;大圆航线;GRIB2数据【作者】朱承元;许若飞【作者单位】中国民航大学空中交通管理学院天津300300;中国民航大学空中交通管理学院天津300300【正文语种】中文1 引言民用客机的燃油消耗费用在使用成本中占有相当大的比重。
对每个航班事先制作详细的飞行计划，计算出最大业载和应加的油量，可以更安全有效的使用飞机，提高经济效益[1]。
制作飞行计划的必要前提是已知航路距离与航路上的气象信息。
现在各个航空公司使用的公司航线中各个航路点均是使用地理坐标系统表示，有效地使用地理坐标系统中的经纬度坐标求出距离和气象信息将有效提高飞行计划制作的精确度与效率。
飞机航线分为大圆航线和等角航线，远程飞行时，通常是全程采用大圆航线[3]，下面进行大圆航线的航段距离推导计算与航线GRIB2高空气象信息的解析处理分析。
2 基于经纬度坐标推算大圆航线地面距离如图1所示，设P1、P2为大圆航线上任意两点，P1的纬度为N1、经度为E1，P2的纬度为N2、经度为E2。
过地心O点、P1点、P2点的平面交赤上为QOQ’的直线。
过P1、P2的经线分别交赤道P1’、P2’。
∠P1OP1’即为P1的纬度N1，∠P2OP2’即为P2的纬度N2。
在球面三角形NP1P2中，可以求出以下关系：可以求出大圆航线上航路点P1、P2之间的地面距离，即其中，R——地球半径，可取值6371 km或3440nmile。
航空公司机长的飞行计划
航空公司机长的飞行计划航空公司机长是一项高度专业化的职业，他们需要制定详细的飞行计划，确保航班的安全和顺利进行。
这篇文章将讨论航空公司机长的飞行计划，包括其内容、编制过程和重要的考虑因素。
一、飞行计划的内容航空公司机长的飞行计划包括以下几个方面的信息：1. 航班信息：包括航班号、出发地、目的地、起飞时间等关键信息；2. 航路规划：确定机组人员需要遵循的航线，包括航路点、导航设备使用和预计飞行时间；3. 天气预测：获取最新的天气预报信息，包括各个航段的预计天气状况，以便进行风险评估和决策；4. 航班载量：根据旅客和货物运输需求，确定飞机的载重和座位分配；5. 燃油需求：根据航班距离、飞机性能和气候条件，计算航班所需的燃油量；6. 备降机场：预先确定备降机场，以备不时之需；7. 紧急程序：制定飞行中可能遇到的紧急情况应对措施和程序。
二、飞行计划的编制过程航空公司机长编制飞行计划的过程需要考虑各种因素，确保飞行的安全和高效性：1. 收集信息：机长需要收集有关航班的基础信息，包括航班号、出发地、目的地和飞行时间等；2. 考虑天气：机长必须获取最新的天气预报，包括目的地和航线的天气情况，以便评估飞行风险；3. 航路规划：根据飞行时间、航空器性能和相关规章制度，选择适当的航路规划；4. 燃油计算：根据航班距离、气候条件和预计延误情况等因素，计算飞行所需的燃油量；5. 载量分配：根据旅客和货物的需求，确定飞机的载重和座位分配；6. 紧急程序：机长需要制定应对紧急情况的程序，以确保乘客和机组人员的安全；7. 最后审阅：机长需要仔细审核飞行计划的各项细节，确保准确无误。
三、飞行计划的重要考虑因素机长在制定飞行计划时，需考虑以下重要因素：1. 安全性：飞行安全是最重要的考虑因素，机长需要根据天气、飞机性能等因素评估风险，并确保航班的安全；2. 时效性：飞行计划需要按时制定，以确保航班能够按计划起飞，避免延误和不必要的等待；3. 节约成本：机长需要精确计算燃油需求，以确保航班在燃油消耗和成本方面的高效性；4. 乘客需求：根据乘客的需求，机长需要合理分配座位和设立飞行时间，以提高乘客的满意度；5. 环境保护：机长应遵守当地和国际的环保法规，减少航班对环境的不利影响。
飞行计划理论与实践2
1.5.21.5.2做飞行计划使用的图表做飞行计划使用的图表•例3 设由目标机场到备降场距离300NM,航路顶风50节, 到达目标机场的着陆重量205KLB, 求改航油量、时间。
1.5.21.5.2做飞行计划使用的图表做飞行计划使用的图表改航油量≈7700 或7800LB改航时间=0.93小时1.5.21.5.2做飞行计划使用的图表做飞行计划使用的图表•例4 设在备降场上空1500‘等待45分钟, 设等待高度上为ISA, 机场气压高度为5000’,已知等待结束时的飞机W=193KLB, 求等待油量。
设沿跑马场型轨迹等待。
•解：等待时的气压高度= 5000'+1500'=6500'1.5.21.5.2做飞行计划使用的图表做飞行计划使用的图表P.A. P.A. \\W 200 193 190100003540↓33706500 6500 →→3799 3675 3622 5000 391037301.5.21.5.2做飞行计划使用的图表做飞行计划使用的图表•计算等待中的平均重量WW=193000+2×3675×45/60÷2=193000+0.75×3675=195756•计算平均燃油流量FF及等待油量:FF=3622+(3799-3622)×.5756=3724等待油量=2×3724×0.75=5586LB等待开始重量=193000+5586=198586 LB •按FAR的规定, 可以按ISA来计算等待油量。
•当温度高于ISA 时, 也可以对燃油流量进行温度修正, 这将使算出的等待油量稍多一些。
1.5.21.5.2做飞行计划使用的图表做飞行计划使用的图表•图表上航路风最大是±100节，有可能遇到比这更大的风速, 这时, 应事先用下式把地面距离换算成空中距离:NAM=NGM×TAS/(TAS+VW)然后把NAM直接用于查图, 不再使用图上的风修正。
第六章 飞行计划的制定.
计算由起飞机场至目的地机场的飞行时间和所需燃油的图表 计算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。 根据飞行重量和等待飞行高度，确定等待飞行燃油量的图表。 计算从起飞机场至目的地机场，用远航速度巡航阶梯爬升的飞行 时间和所需燃油量的图表。
2005-3-30
11
由起飞机场 至目的地机 场的飞行时 间和所需燃 油的图表
第六章 飞行计划的制定
本章在介绍飞行计划的主要内容、计算方法的基础上，给出了 用简化的飞行计划图表制定航班飞行燃油计划的方法，最后讨论了 二次放行和双发延程飞行（ETOPS)。
2005-3-30
1
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
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：
重量 高度 10000 6500 5000
200 193 190 燃油流量（单台） 3540 3770 3799 3675 3622 3910 3730
（1）等待结束重量193000lbs对应的燃油流量
FF 3622 (
3799 3622 ) (193000 190000) 3675 200000 190000
2005-3-30
25
1 确定航程 燃油和时间
2:03
辅助线
航程燃油为： 11100 lbs 航程时间为： 2∶03
11.1
2005-3-30
26
2 确定备降燃油
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：
55分钟
飞行计划调度算法
飞行计划调度算法Scheduling flight plans is a crucial task in the aviation industry, as it requires careful coordination of various elements to ensure smooth operations. 飞行计划调度是航空业中至关重要的任务，因为它需要对各种要素进行精心协调，以确保运营顺利进行。
From determining optimal routes and departure times to managing aircraft maintenance schedules, the process involves multiple stakeholders working together efficiently. 从确定最佳航线和起飞时间到管理飞机维护计划，这个过程涉及多方利益相关者高效合作。
An effective flight scheduling algorithm can make a significant difference in reducing delays, improving customer satisfaction, and maximizing resource utilization. 一种有效的飞行计划调度算法可以在减少延误、提高客户满意度和最大化资源利用方面产生显著影响。
One of the key challenges in flight scheduling is the complexity of factors that need to be considered, such as weather conditions, air traffic regulations, and aircraft availability. 飞行计划调度的一个主要挑战是需要考虑的复杂因素，如天气条件、空中交通法规和飞机的可用性。
飞行计划[1]
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飞行计划实做训练 Flight Planning Practice
20、验算：TAXW-ZFW= （看是否等于起飞总油量）。 等于——（表明求和无误） 不等于——某一步运算错误，回去检查。 21、根据飞行高度层查下降性能计算数值表得下降段耗油F下降= 22、WTOD=W进近前+F下降（也可用向上取整的方法估算，则第21步可不求， 一般下降耗油为几百磅） 23、根据WTOD查高度能力表和机动能力表，得TOD点 HOPT，HMCR，H1.3G。 24、根据TOW查爬升性能计算数值表，得起飞机场爬升耗油F爬升= 25、WTOC=TOW－F爬升 26、根据WTOC查高度能力表和机动能力表，得TOC点
FL351
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飞行计划实做训练 Flight Planning Practice 请做简化飞行计划（国内航线）并确定TOC、TOD二点 的最佳高度、最大巡航推力限制高度、1.3g过载限制高 度和改航备降场时的巡航高度。
FL351
习题 讲解
解： 先算出Ａ→Ｂ航路上的当量风，当量风:
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飞行计划实做训练 Flight Planning Practice 二、由最大允许起飞重量往后算 在计算之前应加油量不知道，所以实际起飞重量是未
知的，只能由最大允许起飞重量MTOW开始计算，向后逐
步推算出各阶段的耗油量及到达目标机场及备降场之重量， 若它们＞MLWD或MLWA则减少起飞重量重新计算，当全部 算完得出总油量之后，如总油量超过了油箱容量，则继续减 少起飞重量，直到总油量刚好等于油箱容量。由起飞重量总油量得ZFW，它应≤MZFW，否则减少TOW重新计算，可 以从TOW减去(ZFW-MZFW)再次计算，直到算出的ZFW近 似等于MZFW为止。
飞行计划基础算法
飞行计划基础算法Revised by Petrel at 2021飞行计划算法燃油政策CCAR在121部中关于备降场和加油量作了相关规定，下表是对相关规定的简要描述：一）国内航线备降场规定和燃油政策二）国际航线备降场规定和燃油政策根据CCAR的燃油政策，国内和国际航线正常飞行计划的飞行剖面如下图所示：国内航线：国际航线：根据飞行剖面，可以将飞行计划的计算过程分为几个主要的阶段，下面分别对各阶段的计算方法进行描述：爬升计算通过波音Inflt/Report程序能够生成飞机爬升性能数据，爬升性能和飞机松刹车重量、温度与ISA的偏差、爬升高度等因素有关。
爬升计算就是根据飞机松刹车重量、爬升高度、温度偏差，查询性能表，进行插值，计算出飞机爬升到指定高度所需要的油量、时间、及飞过的水平距离。
航路爬升通常是一种等表速/等M数（如280/0. 78）的爬升。
对于最小成本飞行计划，可以通过Inflt生咸指定成本指数的爬升性能数据（如CI50） o若考虑10000英尺以下表速250knot的限制，可以生成相应的有低空限速的爬升性能数据（如250/280/0. 78. 250/CI50）。
1.风速修正由于爬升性能表给出的是在静风条件下的数据，而实际情况是有风的，因此需要对风速进行修正。
从开始爬升到爬升顶点，风向和风速都是在不断变化的，计算时，风速取爬升顶点航路风分量的2/3 o 设从爬升性能表查得无风时的空中距离为DA,时间为t,爬升顶点巡航高度上的风速为W,则飞机在爬升过程中的平均空速,地速=—±-xiv,飞过的地面距离t t 3D= -±-xw}xt = DA±-xWxt o (注：顺风为+ ,逆风为一)I / 3 丿 32.机场标高修正飞机性能使用手册中的爬升性能表都是针对机场气压高度为零的情况给出的，即给出的是由海平面机场起飞爬升到某一高度层所需要的油量、时间及飞过的水平距离。
当机场的气压高度不为零时，需进行修正。
通用航空飞行计划航迹估算实现方法
通用航空飞行计划航迹估算实现方法吴仁彪;刘燕彬;王晓亮【摘要】给出了通航飞机基于飞机性能参数的飞行计划航迹估算实现方法.进行航迹估算时,建立基本的爬升、巡航、下降三阶段飞行模型,分阶段计算,爬升、下降阶段根据飞机在不同高度层的性能参数进行估算,最终得到飞机飞过各个位置点的时间.飞机起飞后会进行估算的更新,此时给出了一种航迹配对的方法.对上述方法采用C++编程予以实现,用于通用航空飞行计划处理子系统中,结果满足系统需求.【期刊名称】《中国民航大学学报》【年(卷),期】2014(032)001【总页数】5页(P1-4,9)【关键词】通用航空;飞行计划;航迹估算;航迹配对【作者】吴仁彪;刘燕彬;王晓亮【作者单位】中国民航大学智能信号与图像处理天津市重点实验室,天津300300;中国民航大学智能信号与图像处理天津市重点实验室,天津300300;中国民航大学智能信号与图像处理天津市重点实验室,天津300300【正文语种】中文【中图分类】V249.122+.3;TP391飞行计划处理子系统是通用航空综合运行支持系统的重要组成部分，系统接收并处理飞行计划数据，向管制席位提供实时更新的飞行计划动态[1]。
飞行计划处理子系统主要功能包括飞行计划存储、飞行计划管理、电子进程单生成与更新、飞行航迹估算、飞行计划与航迹配对及一致性检验等[2]。
飞行航迹估算主要计算飞机预计经过各个位置点的时间，估算的结果发送给人机界面，显示在电子进程单上供管制人员查看，并进行实时的更新；当系统接收到实际航迹时，航迹估算的结果用于一致性检验，若检验到实际飞行与飞行计划偏差较大，将产生相应的告警[3]，从而为飞行安全提供保障。
目前空管自动化系统中普遍使用基于机型参数和飞行计划的航迹估算方法，该方法以爬升、巡航、下降三阶段的飞行模型为基础，根据飞机性能参数及路径参数来估算飞机经过各个位置点的时间。
飞行计划的航迹估算主要分两种情况，在巡航阶段，直接根据巡航速度按匀速飞行计算，在爬升或下降阶段，则根据不同机型的飞机性能参数进行剖面计算[4]。
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1飞行计划算法1.1燃油政策CCAR在121部中关于备降场和加油量作了相关规定，下表是对相关规定的简要描述：一）国内航线备降场规定和燃油政策国际航降场规燃油政策1.2基本算法根据CCAR的燃油政策，国内和国际航线正常飞行计划的飞行剖面如下图所示：国内航线：国际航线：根据飞行剖面，可以将飞行计划的计算过程分为几个主要的阶段，下面分别对各阶段的计算方法进行描述：1.2.1爬升计算通过波音Inflt/Report程序能够生成飞机爬升性能数据，爬升性能和飞机松刹车重量、温度与ISA 的偏差、爬升高度等因素有关。
爬升计算就是根据飞机松刹车重量、爬升高度、温度偏差，查询性能表，进行插值，计算出飞机爬升到指定高度所需要的油量、时间、及飞过的水平距离。
航路爬升通常是一种等表速／等Ｍ数（如 280/0.78）的爬升。
对于最小成本飞行计划，可以通过Inflt 生成指定成本指数的爬升性能数据（如CI50）。
若考虑10000英尺以下表速250knot 的限制，可以生成相应的有低空限速的爬升性能数据（如250/280/0.78、250/CI50）。
1. 风速修正由于爬升性能表给出的是在静风条件下的数据，而实际情况是有风的，因此需要对风速进行修正。
从开始爬升到爬升顶点，风向和风速都是在不断变化的，计算时，风速取爬升顶点航路风分量的2/3。
设从爬升性能表查得无风时的空中距离为DA ，时间为t ，爬升顶点巡航高度上的风速为W ，则飞机在爬升过程中的平均空速=t DA ，地速= W t DA ⨯±32，飞过的地面距离D=t W t DA ⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯±32 =t W DA ⨯⨯±32。
(注：顺风为＋，逆风为－) 2. 机场标高修正飞机性能使用手册中的爬升性能表都是针对机场气压高度为零的情况给出的，即给出的是由海平面机场起飞爬升到某一高度层所需要的油量、时间及飞过的水平距离。
当机场的气压高度不为零时，需进行修正。
设机场的标高为ELE ，飞行高度为FL 。
可以由下面的公式计算从标高为ELE 的机场起飞爬升到巡航高度FL 所需的油量F(ELE →FL)、时间T(ELE →FL)及飞过的水平距离D(ELE→FL)：F(ELE →FL) = F(0→FL) – F(0→ELE+1500') + F(0→1500')T(ELE →FL) = T(0→FL) – T(0→ELE+1500') + T(0→1500')D(ELE →FL) = D(0→FL) – D(0→ELE+1500') + D(0→1500')1.2.2 巡航计算通常采用的巡航方式有等M 数、等表速、LRC 、经济巡航等，通过波音Inflt/Report 程序能够生成对应各种巡航方式的飞机巡航性能数据。
巡航性能和飞机重量、巡航高度、温度（与ISA 的偏差）等因素有关，经济巡航的性能数据还和风速有关。
巡航计算就是将巡航段分成一个个步长(如下图所示)，并假定步长内的高空气象、飞机重量是恒定的，根据步长内的飞机平均重量、巡航高度、温度与ISA 的偏差、风速（仅对于经济巡航），查询巡航性能表，进行插值，计算出对应的燃油流量i FF 和真空速i TAS 、并由风速矢量三角形计算地速i GS ，从而计算出步长所需的时间i t 及油量i F 。
1. 侧风影响由于侧风的影响，飞机的航迹将偏离航向，航迹和航向线之间的夹角，即真空速和地速之间的夹角叫做偏流角。
由风速、真空速、地速之间组成的矢量三角形如下图所示：其中：MTK —磁航迹角MH —磁航向角DA—偏流角WD—风向WA—风角，风向线与磁航迹之间的夹角TAS—真空速GS—地速WS—风速根据矢量三角形，推导出下面的公式：1.2.3下降计算通过波音Inflt/Report程序能够生成飞机下降性能数据，下降性能和飞机落地重量、巡航高度、温度（与ISA的偏差）等因素有关。
下降计算就是根据飞机落地重量、巡航高度、温度偏差，查询性能表，进行插值，计算出飞机从指定高度下降所需要的油量、时间、及飞过的水平距离。
下降过程通常是一种等Ｍ数／等表速（如0.78/280）的下降。
对于最小成本飞行计划，可以通过Inflt生成指定成本指数的下降性能数据（如CI50）。
若考虑10000英尺以下表速250knot的限制，可以生成相应的有低空限速的下降性能数据（如0.78/280/250，CI50/250）。
1.风速修正由于下降性能表给出的是在静风条件下的数据，而实际情况是有风的，因此需要对风速进行修正。
从下降顶点到着陆过程，风向和风速都是在不断变化的，计算时，风速取下降顶点航路风分量的2/3。
设从下降性能表查得无风时的空中距离为DA ，时间为t ，下降顶点巡航高度上的风速为W ，则飞机在下降过程中的平均空速=t DA ，地速= W t DA ⨯±32，飞过的地面距离D=t W t DA ⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯±32 =t W DA ⨯⨯±32。
(注：顺风为＋，逆风为－) 2. 机场标高修正飞机性能使用手册中的下降性能表都是针对机场气压高度为零的情况给出的，即给出的是由某一高度层下降到海平面机场起飞所需要的油量、时间及飞过的水平距离。
当机场的气压高度不为零时，需进行修正。
设机场的标高为ELE ，飞行高度为FL 。
可以由下面的公式计算从巡航高度FL 下降到标高为ELE 的机场所需的油量F(FL →ELE)、时间T(FL →ELE)及飞过的水平距离D(FL →ELE)：F(FL →ELE) = F(FL →0) – F(ELE+1500'→0) + F(1500'→0)T(FL →ELE) = T(FL →0) – T(ELE+1500'→0) + T(1500'→0)D(FL →ELE) = D(FL →0) – D(ELE+1500'→0) + D(1500'→0)1.2.4 等待计算通过波音Inflt/Report 程序能够生成飞机等待性能数据，即以最小燃油流量速度作等待飞行时的燃油流量数据。
等待性能数据和等待高度、等待时的飞机重量、温度（与ISA 的偏差）有关。
根据CCAR121的燃油规定，国际航线需要计算30分钟等待耗油。
计算时以等待起点的重量查询等待性能表，进行插值，得到燃油流量，然后乘以等待时间，从而计算得到等待耗油。
然后再以等待中点的重量作为等待过程的平均重量，计算最终的等待耗油。
1.2.5航线应急油量计算根据CCAR121的燃油规定，国际航线需要计算从起飞到着陆的航程时间10％的航线应急油量。
设主航段航程时间为TRTO，主航段TOD点燃油流量为FFD，航线应急油量：RFO = TRTO * 10% * FFD1.2.6续航油量计算根据CCAR121的燃油规定，国内航线飞行计划应保证在备降场着陆后，剩余油量能以正常的巡航燃油消耗继续飞行45分钟。
由于对燃油政策中“正常的巡航燃油消耗”理解存在分歧，续航油量的计算可以指定按主航段或按备降段TOD的燃油流量进行计算。
FEXC = FFD * 45 / 601.3计算步骤根据已知条件和目的不同，提供下面几类飞行计划：1）已知业载和额外油量2）已知业载和起飞油量3）已知业载计算最大带油4）已知起飞油量计算最大业载5）已知起飞重量计算最大业载6）已知落地重量计算最大业载7）已知业载和目的地机场落地剩油其中，第1项，可以计算出落地重量，然后根据落地重量，由备降场反向进行计算;第2、3、4、5项，可计算出起飞重量，然后根据起飞重量，由起飞机场正向进行计算。
第6、7项根据目的地机场的落地重量，先反向计算主航段油量，然后正向计算备降段油量。
在计算的过程中满足下列条件：无油重量（ZFW）≤最大无油重量（MZFW）备降机场着陆重量（LWA）≤备降机场最大着陆重量（MLWA）目的地机场着陆重量（LWD）≤目的地机场最大着陆重量（MLWD）起飞重量（TOW）≤起飞机场最大起飞重量（MTOW）总油量≤油箱容量1.3.1反向计算①国际航线计算30分钟等待油量②计算备降段下降距离、油量、时间③计算备降段巡航油量、时间④计算备降段爬升距离、油量、时间。
判断目的地机场落地重量是否小于允许的最大落地重量，若否，则减载后返回第①步重新进行计算⑤计算主航段下降距离、油量、时间⑥计算主航段巡航油量、时间⑦计算主航段爬升距离、油量、时间。
判断起飞机场起飞重量是否小于允许的最大起飞重量，若否，则减载后返回第①步重新进行计算⑧国内航线计算45分钟续航油量，国际航线计算10%航线应急油，返回第①步重新进行计算1.3.2正向计算①计算主航段爬升距离、油量、时间②计算主航段巡航油量、时间③计算主航段下降距离、油量、时间。
判断目的地机场落地重量是否小于允许的最大落地重量，若否，则减载后返回第①步重新进行计算④计算备降段爬升距离、油量、时间⑤计算备降段巡航油量、时间⑥计算备降段下降距离、油量、时间⑦国内航线计算45分钟续航油量，国际航线计算30分钟等待和10%航线应急油。
若国内航线：剩余油量<续航油量，国际航线：剩余油量<等待油量+应急油量，减载后返回第①步重新计算。
1.3.3正反两个方向计算①计算主航段下降距离、油量、时间②计算主航段巡航油量、时间③计算主航段爬升距离、油量、时间。
判断起飞机场起飞重量是否小于允许的最大起飞重量，若否，则减载后返回第①步重新进行计算④计算备降段爬升距离、油量、时间⑤计算备降段巡航油量、时间⑥计算备降段下降距离、油量、时间⑦国内航线计算45分钟续航油量，国际航线计算30分钟等待和10%航线应急油。
若国内航线：剩余油量<续航油量，国际航线：剩余油量<等待油量+应急油量，减载后返回第①步重新计算。
1.4高空气象处理目前我们利用国家气象局提供的T213产品作为飞行计划高空气象的数据来源。
国家气象局提供给我们的T213产品每天提供二次预报，分别基于8:00和20:00的观测数据。
预测时段为6-48小时，每隔6小时一次。
覆盖的区域范围为东径58.5°-180°，北纬0°-60.75°,网格密度为1.125°×1.125°。
高空气象数据以文本文件形式提供给我们,每次提供850、700、600、500、400、300、250、200、150百帕（HPA，即毫巴 MB）9个等压面的风向、风速、温度。
在做飞行计划时, 对每一个航路点巡航高度上的气象数据如下插值计算:根据航路点经纬度坐标在每个等压面上选择四个相临的格点，用线性插值计算各等压面上航路点经纬度坐标处的温度、风，然后选择和巡航高度最接近的三个等压面，按高度用拉格朗日二次插值，计算在巡航高度上航路点处的温度、风。