基于语言的基线转弯飞行程序设计研究

　　【摘要】借助AutoLisp语言在CAD平台上进行基线转弯飞行程序保护区及飞行轨迹的设计，能一定程度降低绘制复杂程度，为飞行程序设计提供有效途径。本文主要围绕飞行轨迹的确定、保护区的确定、参数化程序的设计等方面展开讨论，通过分析基线转弯飞行程序相关设计环节，具体阐述CAD平台提供的AutoLisp语言的实际运用，通过借助设计平台上对应的数据库及数学算法等，进一步提高飞行程序设计的自动化程度。
　　【关键词】AutoLisp语言；飞行程序设计；基线转弯
　　一、前言
　　飞行程序被看作是民航交通服务中的关键组成部分之一，与飞机运营安全以及机场运行收益等有紧密联系，因此，有必要加强对飞机程序设计的研究。现阶段，在进行飞机程序设计时普遍采用AutoLisp语言，能在该设计语言作用下，建立飞机程序对应的数据库与图形库。AutoLisp语言指的是以解释方式存在CAD平台的一种程序设计语言，利用该语言求解函数的功能，可进一步得到相应的设计结果。
　　二、飞行轨迹的确定
　　基线转弯属于反向程序多种方式之一，是将导航台作为起点，根据指定高度进入中间或最后航段前开展的机动飞行，与仪表飞行程序设计成效有直接联系，需要确保基线转弯在飞行程序设计上的合理使用。在将基线转弯结合到飞行程序设计中时，通常选取保护区设计以及飞行轨迹设计两部分，需要将飞行航迹设置在出航轨道两侧30之内，之后利用基线转弯程序来保障飞机的可靠运行。出航轨迹长度一般由方位线以及出航时间来判定，确保出航时间设定有较高精度。在进行飞行轨迹确定时，需要按照相关表达式得到具体飞机轨迹曲线，如在设定入航轨迹和出航轨迹间夹角时，可利用下述式子求得，其中t为预定飞行时间。
　　三、保护区的确定
　　对于仪表飞行程序来讲，其保护区主要是围绕置信区间来设定的，指的是航空设备能飞至的全部区域。具体设计飞行程序时，需要充分考虑影响航空器正常运营有关因素，如导航设备容差以及飞行技术等，都将对航空保护区的设置产生影响。下面将结合有关影响因素，来具体确定基线转弯程序对应的保护区，对飞行程序保护区构成中的进入保护区、出航及入航保护区等区域加以分析。
　　（一）进入保护
　　进入保护区设计与基线转弯出航轨迹与入航轨迹间的夹角，以及進入轨迹与基线转弯程序设定的出航轨迹间夹角有关。在实际设计过程中，需要首先明确上述夹角表达形式，之后根据导航台类型合理设置定位容差区，在上述步骤完成，要再次沿着航迹方向画出风螺旋线。
　　（二）出航边保护
　　除了进入保护区设计外，还需要加大对出航边的保护，以便保证出航边保护区域设计满足飞机运营需求〔1〕。实际进行出航边保护区域的设计方案绘制时，应通过指定点在航空轨迹两侧分别画出一条直线，使其与出航轨迹分别构成一定角度，同时需要确定飞机运营过程中可能转弯的点，将其作为出航边保护区起点。通过结合民航飞行程序设计需求，来具体设定飞机出航保护区边界，在明确保护区转弯起点的条件下，具体设置保护区范围，避免外界因素对飞机正常运营产生不利影响，是提高航空通行交通安全性的关键，同时是基线转弯飞行程序设计重要意义的体现。将AutoLisp语言应用到程序设计中，能有效提高各位置点及曲线的设计精度，并且在自动化设计平台作用下，可确保飞行程序设计效率与质量。
　　（三）入航转弯保护
　　从入航转弯保护区设计这一角度出发，主要是在确定可能出现飞行转弯的点的基础上，绘制其对应的动态风螺旋线。将入航转弯保护对应的程序设计参数导入设计平台中后，则系统将自动进行曲线绘制，如延长转变位置点的风螺旋线对应切线，使其与入航轨迹相交在某一确定点，进而在飞行轨迹垂直方向作风螺旋线。在得到上述多条线段后，需要将系统设计界面上的保护区域利用切线连接起来，这时可得到基线转弯运行相应的保护区域，将其作为保护主区，还需要进行主区外扩获得保护副区。在借助CAD程序设计平台进行入航保护区设计时，关键在于风螺旋线的有效设计，能做到在保证风螺旋线构成区域满足实际航空交通需求的前提下，为基线转弯程序设计奠定基础，是确保入航保护区设计合理性的关键。AutoLisp语言主要是对程序设计参数进行解读，以便保证数学算法在保护区设计上的合理运用，在已知设计参数的情况下，促使数学计算结果的有效性，能为基线转弯程序设计提供数据支撑。
　　（四）风螺旋线
　　而在风螺旋线设计上，需要注意的是，风螺旋线的设计与基线转弯程序整体设计效果有直接联系，应严格按照风螺旋线设计规范，做到对飞行轨迹保护区域的合理设计。实际进行风螺旋线设计时，通常以无风情况下的飞行转弯点作为坐标原点，使得飞行纵轴方向设计为Y轴，横轴方向则设定X轴，在该坐标系下可建立相应坐标系，以便在坐标系作用下进行曲线设计，在严格控制转弯角度以及转弯率的条件下，达到较好的风螺旋线设计效果。对于风螺旋而言，指的是在以某一确定时间间隔内得到的计算结果为基础的情况下，明确基线转弯程序设计目的，以保障飞行可靠运营为主要目标，通过合理设计风螺旋线，为飞行程序有效设计提供保障。具体来说，基线转弯程序设计是一项较系统的工程，对设计人员综合素质要求较高，而为了降低程序设计中的人工失误，则有必要充分利用AutoLisp语言，以便在系统自动计算与绘图的基础上，促进飞行程序设计领域的良好发展。
　　四、参数化程序的设计
　　在利用AutoLisp语言进行飞行程序设计时，主要设计内容包括界面程序设计、绘制程序设计以及驱动程序设计等，需要针对这些程序构建对应的数据库，并将程序参数等存储在数据库中，在实际设计阶段，需要在设计界面导入对应的程序设计参数，以便降低飞机程序设计难度，提高基线转弯飞机程序设计的精度及效率。在程序设计平台完成一次运行后，则导入设计系统中程序参数将自行存储到数据库中。为了确保数据库内设计参数满足飞行程序设计要求，则应根据具体设计情况来修正程序参数，并利用改正后的参数驱动程序再次运行。将基线转弯对应的程序指令加载到设计平台上后，接着导入运行指令，确保在系统自动运行的条件下完成飞行程序设计图的绘制〔2〕。系统运行过程中，将从界面在获取导航台坐标，通过点击画面按钮来确定导航台位置，在此基础上进行程序设计。在AutoLisp语言作用下完成的设计图案，可能存在多余螺旋线，这时需要对其进行修剪处理，并在画面中添加飞行轨迹保护区，进而得到预期的飞行程序设计成果。系统数据库中存储的程序参数可保存为Excel文件，将其导入程序设计平台上便可直接运用到程序设计中。
　　五、结论
　　综上所述，飞机程序设计作业涉及到的学科范围较广、数据量大且计算复杂，传统设计人员主要采取手工计算和绘制的方法，容易造成设计周期长、计算量大以及设计不规范等问题。而随着功能软件的研发，AutoCAD软件逐渐被运用到飞机程序设计中，通过利用AutoLisp语言进行飞行程序设计，能有效提高设计质量及效率，降低飞行程序设计难度。本文主要是对基线转弯飞行程序的设计展开研究，以便为之后的程序设计提供借鉴。
　　【参考文献】
　　〔1〕闫换换，项恒。基于AutoLisp语言的基线转弯飞行程序设计〔J〕。中国民航飞行学院学报，2016，27（01）：475055。
　　〔2〕郭凯。基于AutoCAD二次开发的飞行程序设计辅助软件开发的研究〔D〕。中国民航大学，2014。