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飞行中的速算法 (2015-08-20)

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目
录
第一章 千里之行,始于足下 ..................................................................... 3
第二章 云端上的数学题 ............................................................................. 5
时间换算 ................................................................................................... 5
航向换算 ................................................................................................... 6
滑水现象 ................................................................................................... 7
温度转换 ................................................................................................... 8
ISA 及 ISA 偏差 ......................................................................................10
气压高度 .................................................................................................11
侧风分量计算 .........................................................................................12
顶风和顺风分量 .....................................................................................14
计算偏流角 .............................................................................................15
单位换算 .................................................................................................16
能见度与跑道视程的换算 .....................................................................18
燃油计划 .................................................................................................18
放油 .........................................................................................................20
磁罗盘转弯 .............................................................................................21
60 比 1 法则 ............................................................................................23
标准速率转弯(SRT)的坡度 ...............................................................25
转弯半径 .................................................................................................25
真空速的计算 .........................................................................................26
时间-速度-距离换算 .............................................................................27
第三章 计算下降顶点 ...............................................................................31
3 比 1 法则 ..............................................................................................31
1
恒定下降率法 .........................................................................................34
俯仰姿态法 .............................................................................................35
下降过程中的风修正 .............................................................................37
第四章 目视下降点 VDP ............................................................................39
DME 法 ......................................................................................................42
计时法 .....................................................................................................43
俯仰姿态法 .............................................................................................45
目视进近下滑航径(检查高距比) .....................................................46
第五章 速算练习题 ...................................................................................48
第六章 小结 ...............................................................................................50
第七章
参考答案 ...................................................................................52
第二章参考答案 .....................................................................................52
第三章参考答案 .....................................................................................56
第五章参考答案 .....................................................................................57
附录
公式 ...............................................................................................59
2
第一章 千里之行,始于足下
速算能力的根基在于对基本的加、减、乘、除法的运用能力。
而这项能力的熟练程度主要取决于练习。开始时,你可以用一张
纸记下你所运算的数字(或方程式),然后回顾一下笔算解题的
步骤,并在脑海中重复解决问题的步骤。这需要你的一点业余时
间以及自律性。和学习其他技能一样,重复和努力是提高速算能
力的唯一途径。
遇到需要数学运算去解决的问题时,首先需要定义这个问题
是什么,你要的答案是什么?其次,找到相应的运算公式,本书
包含了你所需要的绝大部分公式。然后,根据自己的实际需要组
合方程;最后,代入特定数值运算并解决问题。
上述方法在学习本书过程中也同样适用。如果你觉得需要用
笔算去解答问题,不要觉得麻烦,就那样做!完成演算后,把纸
和笔放到一边并在脑海里重复演算过程,直到你能熟练地脱口而
出为止。
本书许多章节包含练习题,另外,第五章综合了各类速算练
习题,参考答案都在第七章中。如果你觉得需要更多的练习,尝
试着自己给自己出些题。事实上,给自己出题将会显著提高你解
决问题的熟练程度。
基础数学能力的重要性和意义在这里不必赘述,但有一点需
要强调——对绝大多数职业而言,拥有略高于平均水平的数学能
力将会显著提高职业工作表现。这一规律对于飞行员职业也同样
适用。飞行员群体的数学技能与其他职业群体相比在总体上没有
3
明显的区别。本书的目的正是提高个体应用基础数学技巧的能力,
从而提高你在驾驶舱内的工作表现。
作为一名职业飞行员,你应该意识到在每次飞行中你都要全
力以赴:飞行前的准备和检查,了解气象条件,核实航行通告对
飞行的影响„„这些都是规章对每次飞行的基本要求。然而,优
秀的职业飞行员并不仅止于此,你所掌握的数学方法、语言能力
和在训练中所学的飞行技能是你优良飞行表现的基础。希望这本
小册子能帮助你成为一个更加优秀的职业飞行员!
4
第二章 云端上的数学题
时间换算
由于十进制在计算上的优势,我们有时需要把常用的 60 进
制时间转化成数学上的十进制时间。如何换算呢?1 小时 15 分钟
等于多少小时?是 1.15 小时吗?不对,有些人可能犯过这个错
误,实际答案应该是 1.25 小时。因为 1 小时中有 60 分钟,故而
每 6 分钟就等于 1/10(0.1)小时。我们还可以更进一步把精度
提高到每 3 分钟等于 1/20(0.05)小时。一般情况下,在以小时
为单位的时间计算中,这就足够精确了。下表列出了分钟数和与
之对应的十进制小时。
分钟数
十进制
分钟数
十进制
3 分钟
0.05 小时
33 分钟
0.55 小时
6 分钟
0.10 小时
36 分钟
0.60 小时
9 分钟
0.15 小时
39 分钟
0.65 小时
12 分钟
0.20 小时
42 分钟
0.70 小时
15 分钟
0.25 小时
45 分钟
0.75 小时
18 分钟
0.30 小时
48 分钟
0.80 小时
21 分钟
0.35 小时
51 分钟
0.85 小时
24 分钟
0.40 小时
54 分钟
0.90 小时
27 分钟
0.45 小时
57 分钟
0.95 小时
30 分钟
0.50 小时
60 分钟
1 小时
表 2-1
5
对于表中未列出的分钟,我们可将其视为与之最接近的 0.05
小时。例如:4 分钟我们可以将其视为 0.05 小时,38 分钟我们
可以将其视为 0.65 小时。
航向换算
可以通过两种途径进行正反航向转换:使用数学方程式或者
从罗盘上直接认读。
让我们看看下表中起始航向和反航向之间的关系。
起始航向
反航向
090°
270°
011°
191°
222°
042°
355°
175°
167°
347°
313°
133°
表 2-2
上表中的对应关系也可以使用下表中的公式来表达:
当起始航向<180°
起始航向+200°-20°=反航向
当起始航向>180°
起始航向-200°+20°=反航向
表 2-3
例如:090°+180°-20°=270°或
222°-200°+20°=042°
你注意到了吗?初始航向的个位值始终等于反航向的个位
值。
6
从罗盘上直接认读是另一种获取反航向的方法,这种方法的
熟练程度简单地取决于你的仪表飞行经验。
图 1. 罗盘
滑水现象
在积水跑道上运行时,有一个重要的问题值得我们注意——
潜在的发生滑水现象的可能性。在已知跑道积水情况的条件下,
计算飞机在起飞或降落时的滑水速度有一个非常简单的实用公
式。这个公式里,你唯一需要知道的就是飞机主轮的胎压大小。
滑水速度计算公式表达为:
VHP=9×
胎压(PSI)
大多数高性能飞机的主轮胎压通常都在 80psi 到 200psi 的
范围内。乍看起来似乎是个很大的一个范围,但如果你粗略估算
一下胎压的平方根,就会发现这个范围似乎也没那么大。当胎压
等于 80psi 时,开平方后约等于 9;当胎压等于 200psi 时,开平
7
方后约等于 14。所以,现在我们把范围缩小到了 9 到 14。接下
来,在我们运用滑水临界速度公式的时候,把常量 9 带入这个公
式。由此,得到的数值分别为 9×9=81knot;9×14=126knot。
运用这个公式,你可以轻松快速地计算出积水跑道上你的飞
机的滑水临界速度。下面的列表给出了一些简单的练习题。
胎压
VHP
50psi
?
120psi
?
150psi
?
230psi
?
表 2-4
温度转换
快速换算华氏度和摄氏度有几种便捷的方法。只需记住几个
关键点,通过简单的运算就能得到大概的温度换算值。
以下为常见温度的华氏和摄氏对应表格和换算公式:
摄氏温度
华氏温度
0°
32°
15°
59°
30°
86°
40°
104°
表 2-5
℉=
9
5
× ℃ + 32
8
5
℃ = ℉ − 32 × 9
很多飞行员都能得心应手地运用上述公式。但我还另有一些
巧妙的方法来进行温度换算。
方法 1
从上表中我们得知水的冰点温度 0℃等于 32℉。以此为基准,
我们只需把每 5℃和每 9℉一一对应起来即可。
例如:利用每 5℃与每 9℉的对应关系,把 30℃换算成华氏
度。30℃÷5℃等于 6,且 30℃=0℃+30℃。用 6 乘以 9℉得到 54
℉,54℉再加上 32℉(记住 0℃=32℉),得出答案为 54℉+32℉
=86℉。
如果要把华氏度换算成摄氏度,先减去 32℉,然后做简单的
乘法。例如,77℉-32℉=45℉,45℉对应 5 份 9℉,用 5×5℃最
后可以得到 25℃。
运用 5℃=9℉的关系相对来说比较容易。自己试着多练习一
下,这个知识点非常简单易掌握。
方法 2
用摄氏度乘以 2 再减去所得值的 10%,再加上 32;或者用已
知的华氏度减去 32,加上所得值的 10%然后用所得结果除以 2。
这种方法同样简单而且所得结果要更为精确一些。数学公式表达
为:
℉ = ℃ × 2 − 10%(℃ × 2) + 32℉
℃ = [(℉ − 32) + 10%(℉ − 32)] ÷ 2
方法 3
这是一种估算方法。换算华氏度时把已知的摄氏度翻倍再加
9
上 30。或者用已知的华氏度减去 30 再把所得值除以 2 得出摄氏
度。
℉=(2×℃)+30
℃=(℉-30)÷2
注意:第三种方法是粗略的估算,结果并不精确。例如用这
种方法把 104℉换算成摄氏度得到的答案是 37℃,实际上应该是
40℃。
表 2-6 是以上三种方法的一些练习题,答案请参见第七章。
℃
方法#1
方法#2
方法#3
℉
12℃
?
?
?
计算℉
25℃
?
?
?
计算℉
0℃
?
?
?
计算℉
计算℃
?
?
?
40℃
计算℃
?
?
?
81℉
计算℃
?
?
?
72℉
表 2-6
ISA 及 ISA 偏差
国际民航组织(ICAO)定义的国际标准大气(ISA)的标准
海平面大气温度为 15℃,标准的大气温度垂直变化率为 38000ft
MSL 以下随高度每增加 1000ft,温度降低 2℃(3.5℉)。由此我
们可以推算出巡航或爬升时外界温度和 ISA 之间的偏差(△ISA),
用于计算飞机性能。
此外,基于 2.5℃/1000ft 的湿绝热递减率,还可以估算气
10
温露点差相对较小的机场的云底高度——用实际温度减去露点
温度,然后用所得值除以湿绝热递减率即可。
实践中计算 ISA 温度的方法很简单。要计算某一高度上的△
ISA,用高度数值(以千英尺为单位)乘以 2(2℃);然后从 15℃
中减去它,得到 ISA 温度;再用实际大气温度 OAT 减去 ISA 温度,
可以得到△ISA(实际温度-ISA 温度=温度偏差△ISA)。
高度
ISA 温度
实际温度
温度偏差
5000MSL
?
20℃
?
8000MSL
?
15℃
?
FL210
?
-10℃
?
FL350
?
-69℃
?
表 2-7
气压高度
当气压式高度表的气压基准调到 29.92in.HG 时,所获得的
读数便是你所在位置的标准气压高度。原理很简单,但是该如何
进行标准气压高度和修正海压高度的转换呢?
方法其实很简单——基准气压设定每变化 0.01in.HG,气压
高度读数相应变化 10 英尺;或者,基准气压设定每变化 1 百帕,
气压高度读数相应变化 27 英尺。
例如:假设你正从 FL350 下降准备落地,你忘了把气压基准
值调到目的地机场的修正海压 30.57in.hg。当你在机场着陆以后,
高度表的读数应该是多少?
答:高度表读数应该比实际低 650’。因为标准海压 29.92
11
和修正海压 30.57 的差值 0.65in.hg 对应的高度为 650’。你在
机场着陆前本应该把气压基准从标准海压 29.92in.hg 调到修正
海压 30.57in.hg 以获得正确的高度读数。指示高度随着气压基
准设定值的增加而增加,这就意味着 29.92in.hg 的气压设定带
来的结果就是高度表上的读数比实际低 650’。
侧风分量计算
在等待起飞或是在短五边进近时,ATC 会给你通报地面风,
遇到大风天气,侧风分量或许就会超过手册的限制。遇到这种情
况,你如何才能在匆忙中算出侧风分量以确保飞行在手册的限制
范围内呢?
有一个方法能让你很快地估算出侧风分量,下面的表格和说
明将向你演示如何运用这个方法。需要注意并理解的是,这个方
法给出的只是估计值,对于飞行员的实践操作来说,并不需要在
数字上精确无比。
风与跑道夹角
侧风分量计算参数
0 或 180
0.0
0%
无
30 或 150
0.5
50%
一半
45 或 135
0.7
70%
约三分之二
060 或 120
0.9
90%
几乎全部
090
1.0
100%
全部
表 2-8
运用此表格估算侧风分量,首先需要找出风与跑道的夹角,
然后在上表中找出对应的参数值,用该参数乘以报告的风速(包
12
含阵风)。让我们试试快速完成下表的计算。
风与跑道夹角
风速
侧风分量
030
20
?
050
20
?
070
18
?
表 2-9A
用上表 2-8 做快速比对,得出 2-9A 的侧风分量分别为 10,
14,16 节。不同的取整方式会使答案有一些小小的差异,这不要
紧,重点在于该方法为你提供了一个在工作负荷较高时的简单方
便的计算工具。
如果风与跑道的夹角在 090°到 180°之间,你还能够同样
地计算出侧风风量吗?答案是肯定的。使用同样一个表格,角度
为 120°,135°,150°的侧风分量恰好分别与 060°,045°,
030°相匹配。如表 2-8 所示。
跑道风向夹角可以通过比较塔台风与跑道磁方向来获得。适
用的风向风速应来自于塔台管制员或机场通播。其他所有的报告
或预报(如 METARs TAFs 和 PIREPs) 给出的都是风的真方向。注
意:某些机场的磁差幅度之大,忽略它会显著影响对侧风分量的
计算。
另外还有一种估算侧风分量的好方法:首先算出跑道风向夹
角,然后加上 20,将得出的数值用作百分比的数值,接下来把风
速乘以该百分比,得出的结果就是侧风分量。
例如:25 号跑道的报告风值为 280/18,侧风风量是多少?
跑道风向夹角为 280-250=30,30+20=50,50×1%=50%;
风速乘以这个百分比,18×50%=9;
13
答案:侧风分量 9kts。
顶风和顺风分量
我们把计算侧风分量的技巧稍作改动,就可以用同样的方式
来计算顶风和顺风分量。下表 2-9B 中呈现了简易的计算方法。
再次说明,估算并不精确,但足够用于实践操作。
风与跑道夹角
逆风或顺风风量
0 或 180
1.0
100%
完全相同
030 或 150
0.9
90%
基本相同
045 或 135
0.7
70%
三分之二
060 或 120
0.5
50%
一半
090
0.0
0%
正侧风
表 2-9B
也许你已经注意到,表 2-9B 所呈现的分量与表 2-8 中的分
量刚好相反。数学中,这与直角三角形的正余弦定理有关。两个
相邻直角边的平方和等于斜边的平方。
A²+B²=C²
14
之所以在这里提起勾股定理,是因为风速并不是侧风分量和
顶风分量直接相加的和。换句话说,6 节的侧风分量和 8 节的顶
风分量对应的风速应该是 10 节,而不是 14 节。
如何在飞行中判断顺风分量是否超过了 10 节的顺风限制?
反向利用表 2-9B 的方法,就能计算出 10 节顺风分量所对应的风
速和跑道风向夹角。
风与跑道夹角
风量
乘数
顺风量
180
10 节
100%
10 节
150
11 节
90%
10 节
135
14 节
70%
10 节
120
20 节
50%
10 节
090
任意速度
0%
0节
表 2-9C
注意,用于计算顺风分量(顶风分量或侧风分量)的风速应
包含阵风值。
计算偏流角
在巡航或进近时你是否尝试过估算偏流角的大小?下面提
供了进行快速估算的公式。注意:如果侧风非常大以至于其对应
的偏流角超过 15°,此公式得出的结论会与实际偏流角存在较大
偏差。
偏流角 DA= 侧风分量 × 60 ÷ TAS
例如,真空速 120KTAS,在进场过程中有 20 节的侧风分量,
偏流角是多大?
15
DA=(20×60)÷120=10°
还有一个例子,以 420KTAS 巡航时,侧风分量为 84 节,偏
流角应该是多大?
偏流角=(84×60)÷420=12°
运用以上公式得出的 DA 值会略偏大。因此,理解该公式之
后,使用下面的方法能更快捷地估算出偏流角的大小。
以海里/分钟为单位的真空速(60KTAS 相当于 1NM 每分钟)
与侧风分量(以节为单位)数值相等时,会带来 1 度的偏流角。
例如,如果以 0.80MACH 的速度巡航(相当于 480KTAS 或 8NM 每
分钟),每 8kts 侧风分量会带来 1°偏流角。
下表是一些练习:
真空速
侧风量
偏流角
150 节
12 节
?
360 节
48 节
?
90 节
30 节
?
0.78Mach
50 节
?
表 2-10
单位换算
我们经常需要把公里每小时转换为 knots,英里换算为海里
再换算为千米„„。下列简表提供了一些换算系数,以便换算不
同的计量单位。
16
1SM=0.87NM
1NM=1.15SM
1MPH=0.87knot
1knot=1.15MPH
1SM=1.61KM
1KM=0.62SM
1MPH=1.61KPH
1KPH=0.62MPH
1NM=1.85KM
1KM=0.54NM
1knot=0.51MPS
1MPS=2knots
1knot=1.85KPH=0.51MPS
1KPH=0.54knot
表 2-11
米
度量单位
英尺
1609
1 英里(SM)
5280
1852
1 海里(NM)
6076
1000
1 公里(KM)
3208
表 2-12
不必把这些单位的换算想成一个多难的事情。只需要记住近
似值即可!没错,只需要记住相近的数字,例如,1knot 比 1MPH
多百分之 15 , 1MPS 约为 2kts, 1SM 只比 1.5KM,多那么一点点。
下面是一些换算练习。
已知
求解
200kt
?MPH
180MPH
?KT
8MPS
?KT
9KM
?SM
表 2-13
17
能见度与跑道视程的换算
有些地区的能见度报告以英里为单位,而跑道视程以尺为单
位,另外,能见度与跑道视程的转换并不线性相关。建议记住这
个简短的换算表。
能见度(英里)
跑道视程(英尺)
1
4
1600
1
2
2400
3
4
4000
1
5000
1
6000
1
4
表 2-14
燃油计划
燃料计划非常重要:
1)法规要求本次飞行至少需要多少燃油?
2)本次飞行需要加多少油?
3)飞行中的燃油消耗是否和飞行计划一致?
以 FAR-91.151(VFR) 和 91.167(IFR)为基础,我们来看一看
燃料计划的要求。假设 VFR 飞行计划为 2 小时 20 分钟,IFR 飞行
计划为 3 小时 15 分钟加上到备降场的 40 分钟,那么:
18
VFR
IFR
2+20
ETE
3+15
无规定
备降场
0+40
0+30
白天备份油量
0+45
或 0+45
或夜间备份油量
或 0+45
总油量
4+40
2+50(白天)
3+05(夜间)
表 2-15
一旦确定飞行所需的时间,就可以根据机型的燃油消耗率概
算出相应飞行规则所需的燃油数量。加油时,将以重量为单位的
所需燃油量转换为以容积为单位的燃油量即可。
航空汽油:
1 加仑(gal)≈6 磅(lbs)或者 gal=[(lbs) ×(12 3)]÷10;
JET A 燃油:
1
1 加仑(gal)≈6.7 磅(lbs)或者 gal=[(lbs) ×( 12)]÷10
使用上述方法,完成下表中的空格:
加仑
磅
55 gal. Avgas
480 lbs. Avgas
1000 lbs. Avgas
500 gal. JET A
5000 lbs. JET A
8500 lbs. JET A
表 2-16
19
放油
放油量÷放油率=时间,或 放油率×时间=放油量
此公式只有 3 个变量(放油率,时间,放油量),其中两个
变量通常都是已知的,只需算出第 3 个变量,实践中一般是计算
放油所需时间。计算中通常取近似值即可。下表是一些练习。
放油率(磅每分钟)
时间
放油量
1300PPM
?
6500 lbs
2500PPM
?
45000 lbs
3000PPM
?
19000 lbs
2500PPM
?
30000 lbs
2200PPM
?
11000 lbs
1500PPM
7min
?
1200PPM
11min
?
?
5min
12500 lbs
?
16min
48000 lbs
2000PPM
?
20000 lbs
表 2-17
我们可以省略每个数字的最后两位零,使数目变得较小以便
于计算。
计算上表第一行的时间,65 除以 13(省略后两位零),得出
结果为 5 分钟。
另外一种办法是利用比例来解决问题。以上表第二行的问题
为例,首先把放油率乘以 2,得到结果 50,这样不难得到 450÷
50=9;因此,450÷25=(450÷50×2)=18 分钟。
20
现在我们用这种方法计算上表中第一行的问题。首先算出 13
的倍数 26(乘数为 2),然后得出 26 的倍数 52(现在乘数为 4),
现在还差 13(乘数为 1)。因此现在的乘数是 4+1,结果为 5,此
为正确答案。
我们再计算上表第三行,
19000
3000
=
19
3
1
1
= 6 3,即6 3分钟,答案
为 6 分钟 20 秒这一准确结果。
磁罗盘转弯
在驾驶舱内使用磁罗盘作为转弯时唯一的航向参考时,需特
别注意由于磁倾引起的罗盘转向特性。
注意:这些特性的描述仅仅在北半球适用。在南半球的时候,
特性正好相反。
当飞机从任一方向转向北面,磁罗盘指针的转动相对于飞机
的转动会有一些延迟。因此,飞机需要在罗盘指示达到所需航向
之前改出转弯。
当飞机从任一方向转向南面,磁罗盘指针的转动相对于飞机
的转动会有一些超前。因此,飞机应在罗盘指针超过所需航向之
后改出转弯。
记住下面的缩写会有助于记住罗盘的这些特点 。
UNOS——Undershoot North Overshoot South——朝北提前
改出,朝南推迟改出
另外,当向东或向西飞行时,空速的增加会使罗盘向北转向;
空速的减小会使罗盘朝南转向。这个特点也可以利用缩写来记住。
ANDS——Accelerate North Decelerate South——加速北,
21
减速南
开始退出转弯的时机取决于飞机所处的纬度以及转弯坡度
的大小。通常,退出转弯改平坡度过程中转过的航向度数为转弯
坡度的 1/3。
让我们计算下列罗盘转弯的改出点:
转弯坡度(L/R)
起始航向
目标航向
纬度
改出点
15°R
270°
360°
北纬 30°
325°
15°L
270°
180°
北纬 30°
155°
25°L
090°
010°
南纬 40°
058°
25°R
090°
190°
南纬 40°
222°
表 2-18
看看如何使用 UNOS 方法来进行计算。上表第一行,转弯坡
度 15°的三分之一即 5°,加上所在纬度 30°,等于 35°;从
270°向 360°转向,应当提前改出,360-35=325,所以转弯过程
中当罗盘读数为 325°时,就应开始改出坡度。下面的练习可以
用同样的方法解决。
转弯坡度(L/R) 起始航向
目标航向
纬度
改出点
15°R
270°
360°
北纬 45°
?
15°L
270°
180°
北纬 34°
?
25°R
360°
090°
北纬 40°
?
20°R
090°
190°
北纬 40°
?
表 2-19
22
60 比 1 法则
60 比 1 法则有助于解决我们在离场或进近过程中常遇到的诸
如截获航道或切入 DME 弧等问题。
60 比 1 法则的意思是:当距离 VOR 台 60NM 的时,每度径向
线之间的距离为 1NM(约 6,000′)。下面以公式、示意图和表
格三种形式来解释该法则。
公式:
每 1NM 距离对应的度数=60÷DME 距离
每 1°对应的距离(NM)=DME 距离÷60
示意图:
1NM
60DME
0.5NM
30DME
0.25NM
15DME
1°
°
图 2. 60 比 1 法则
23
或
到 VOR 台距离(NM)
1°=?距离(NM)
60
1
30
0.5
20
0.33
15
0.25
12
0.20
10
0.16
表 2-20
上面的图表应该能很好地展现 DME 距离和每 1°角度径向线
之间距离的对应关系。
问题:在 XYZ 机场 ILS 19R 进近图中,有一段 15NM DME 圆
弧进近,从 SPARKY 点(XYZ 047°/15NM)到 FALFA 点(XYZ 011°
/15NM)。请问这个圆弧的距离为多少?
答案:9NM
第一步:计算跨越的弧度?
047°-011°=36°
第二步:计算在 15NM DME 距离上,每 1°对应的弧长(NM)?
15÷60=0.25 海里/度
第三步:结合以上两步得出结果
36 度×0.25 海里/度=9 海里
在速算过程中,建议使用更便于计算的 DME 值。也就是说,
如果你面对一个 16DME 的圆弧,计算时可用 15DME 来代替它。
(注
意:不要按 15DME 来飞行!仍应飞 16DME 的圆弧!)
现在我们来试试解答另一个问题:在同一机场,从 15NM 的
24
圆弧进近切入到 ILS 19R 上,请问飞机以 200KT 的速度、标准转
弯率(SRT)转弯从 DME 弧切入航向道需要提前多少度径向线开始
切入转弯?(速度 200KT 时的 SRT 对应 30 度的转弯坡度和 1NM
的转弯半径)。另外,当 DME 弧为 20NM 和 12NM 时,切入转弯应
提前多少度开始?(答案在第七章中)
DME 弧
提前的度数
15NM
?degree
20NM
?degree
12NM
?degree
表 2-21
标准速率转弯(SRT)的坡度
转弯速率为每秒 3 度的转弯被定义为 SRT 标准速率转弯。标
准速率转弯的坡度可以通过一个简单的公式算出。
标准速率转弯坡度计算公式:
转弯坡度=(TAS÷10)×1.5
注意:在 IFR 运行中,最大只能使用 30°的转弯坡度。这是
必须遵守的限制,即使转弯速率不能达到每秒 3 度。因此当 TAS
>200kts 时,仪表飞行转弯所能使用的最大转弯坡度仍然是 30
度。在实践中计算转弯半径时,应考虑到这一限制。
转弯半径
有两种快捷计算转弯半径的方法,这两种方法都以使用 SRT
坡度为前提。
25
第一种方法适用于低速时的半径计算,标准速率转弯,速度
≤200KTAS。计算公式为:
转弯半径 NM=TAS÷200 或
转弯半径 NM=
TAS ×1%
2
第二种方法用于高速时的半径计算,如在巡航高度层飞行,
马赫数大于 0.4M,或者 TAS 在 200kts 以上时,使用 30°坡度转
弯的半径。
计算公式为:转弯半径 NM= 马赫数 × 10 − 2
KTAS
标准速率转弯坡度
转弯半径(SRT 或最大 30°坡度)
90KTAS
?
?NM
120KTAS
?
?NM
200KTAS
?
?NM
0.80Mach
30°
?NM
表 2-22
上表第一行练习解答步骤如下,其余答案请参见第 7 章。
1、SRT 坡度:90÷10=9;9×1.5≈14°,得出 KTAS 为 90kts
时的标准速率转弯坡度为 14°;
2、转弯半径:90×1%=0.9;0.9÷2=0.45。得出 KTAS 为 90kts
时 SRT 转弯半径为 0.45 海里或约 0.5 海里。
真空速的计算
在标准海平面高度 IAS=TAS,高于海平面时 TAS>IAS;高度
每增高 1000 英尺,真空速增大相应指示空速的 2%即可。速算不
26
同高度上 IAS 对应 TAS 的公式如下:
KTAS = KIAS + KIAS × 高度 千英尺 × 2%
注:在高度非常高或△ISA 很大时,该公式有较大误差,仅
能用于粗略的估算。
KIAS
高度
KTAS
100
10000ft
?
140
5000ft
?
200
13000ft
?
280
FL350
?
表 2-23
时间-速度-距离换算
时间-速度-距离的基本公式为:
速度×时间=距离
公式中的速度是指地速。计算时,首先要将真空速加上或减
去顺风或顶风分量,得出以节为单位的地速,即 TAS±wind=GS。
因此这个公式实际上涉及到四个变量,四个变量为风,真空速,
时间,距离。
(译注:我们目前运行的现代大型客机都装备了惯
导系统、GPS 系统,能够为飞行员直接提供地速显示。)
在得到地速后将其单位换算为海里/分钟,问题将简单得多。
是的,当你知道你每分钟前进多少海里后,问题将迎刃而解。
如果你还没有很好地掌握节和海里/分钟的换算,那么请熟
记表 2-24 中的对应数值。记住每 30kts 等于 0.5 海里/分钟或
60kts 等于 1 海里/分钟将有助于快速地将节换算为海里/分钟。
27
地速
海里/分钟
地速
海里/分钟
90
1.5
330
5.5
120
2
360
6
150
2.5
390
6.5
180
3
420
7
210
3.5
450
7.5
240
4
480
8
270
4.5
510
8.5
300
5
540
9
表 2-24
下表中的问题包含四个变量。其中 3 个已知,请算出剩下一
个变量。答案请见第七章。
KTAS
风
时间
距离
240
60TW
?
200NM
280
70HW
10min
?
150
0
?
5NM
?
0
4min
20NM
420
60TW
?
400NM
?
0
2min
14NM
?
0
1.5hr
600NM
500
0
45min
?
?
0
40min
340NM
表 2-25
我们来看看在不用计算器等其他工具的情况下,如何使用该
28
方法快捷地进行速度-时间-距离计算。
在直接得到地速,或通过真空速和风值计算得出地速后,我
们即刻将其单位转换为海里/分钟。比如:地速 350kts 相当于 360
÷60=6 海里/分钟(注意 350 与 360 非常相近,所以速算中可用
60 的倍数 360 代替以便于计算)。
接下来就可以用飞行时间乘以每分钟的飞行距离得出总飞
行距离,或用距离除以速度得出时间。例如:6 海里/分钟的速度
飞行 10 分钟的距离等于 60 海里,或者以 6 海里/分钟的速度飞
行 90 海里需要 15 分钟。
注意,表 2-25 中的最后三行可以用比例的方法使其更简便。
比如,1.5 小时等于 3 个 0.5 小时,600NM 等于 3 个 200NM,那么
每半小时飞行 200NM,则一小时飞行 400NM,可知地速为 400kts。
接着,45 分钟等于 3 个 15 分钟,500knots 等于每 30 分钟
250NM 或每 15 分钟 125NM。
在上表最后一行的问题中,计算地速可以更简单,你在 40
分钟内飞行了 340 海里,那么在 20 分钟内你就该飞行 170 海里。
60 分钟(1 小时)的飞行距离为(170×3)=510 海里,因此,地
速为 510kts,静风条件下 TAS=GS,最后得出 TAS=510kts。
一些人习惯在在解题过程中念出解题思路,你也可以试试这
种方式,或许能为你的速算提供帮助。现在,你是否能够怀着放
松自信的心态去解决上表中练习了呢?如果还不能,那就反复尝
试吧!直到能够对公式运用自如。你绝对值得去这么做!现在这
里还有一个问题来检验你的速算能力。
问题:你正以 480kts 的地速在 FL310 上巡航,ATC 要求你下
降到 13,000′MSL,并且下降过程中平均下降率为 3000fpm。请
29
问在下降过程中的飞行距离是多少?
答案:48NM
以下是我在脑海中解决这个问题的过程:
第一步:480knots 的速度相当于 8 海里/分
第二步:以平均 3000fpm 的速度下降 18,000 尺,我需要在 6
分钟
第三部:得出下降距离。8NM/min×6min,得到结果 48NM。
30
第三章 计算下降顶点
有很多方法可以快速、准确地进行下降顶点的计算。不过现
在我假设你暂时还没有掌握某一种能够熟练运用的方法,所以为
你介绍以下三种涉及下降顶点的计算方法:3 比 1 法则、恒定下
降率法、以及俯仰姿态法。在不同条件下,三种方法各有独特的
优势。作为讨论,建议一种方法对应一种运行类型或一种飞机型
号。
3 比 1 法则
3 比 1 法则:每下降 1000ft 高度对应 3NM 的水平位移。这意
味着下降过程中前进的距离(NM)等于需要下降的高度(1000ft
为单位)乘以 3。这是大多数涡轮喷气飞机在巡航下降中油门慢
车位时下降的高距比。使用这种方法,飞机应保持相对稳定的下
降剖面,相应的也就是应维持相对稳定的马赫数以及/或指示空
速。
问题:你正在 FL230 上巡航,获得下降许可并自行决定下降
时机,需要在距离下一 VOR 15NM DME 之前下降到 11,000′MSL。
你应该在距离 VOR 多远的时候开始下降?
答案:在距离 VOR 台 51NM 时开始下降。
第一步:算出需要下降的高度。此例中应为 12000ft
第二步:下降的高度(1,000 尺为单位)乘以 3。即(12×3)
=36NM。
第三步:计算下降点。巡航下降距离,我们已得出应为 36
31
海里,加上到达高度点距离 VOR 的 DME。所以,下降顶点应该在
VOR 之前(15+36)=51NM 处。
如果飞机的性能有所不同,则应在公式中使用不同的系数来
计算高距比。例如高度差(1,000ft 为单位)的 2 或 2.5 倍,用
此系数代替 3 来进行计算,计算步骤仍与前述方法相同。
另外,还应考虑到为满足飞越速度限制而进行减速时,减速
阶段所需的飞行距离。例如,在上题中 FL230 的巡航速度为
300KIAS,如果 11,000ft/DEM15 的飞越限制还包括 250KIAS 的速
度限制,那么在计算下降顶点时还需要考虑减速过程中飞机前进
的距离。通常,表速每减小 10kts 对应 1NM 的飞行距离。本例中,
需减速 50kts,相应的减速距离需要 5NM。因此最后答案为在距
离 VOR(51+5)=56DME 时开始下降。
还有另外一种运用 3 比 1 法则来进行巡航下降计算的方法—
—将飞行高度层差值(100ft 为单位)除以 3。这种计算方法对
应的是 300 英尺每海里(ft/NM)的下降梯度。之前那种飞行高
度差值(1,000ft 为单位)乘以 3 的方法对应的是 333 英尺每海
里(ft/NM)的下降梯度。以我的经验来看,大多数飞行员常使
用第一种【乘以 3】的方法。因为计算巡航下降顶点不需要非常
精确的结果,所以这两种方法都是可以接受的。
如采用将飞行高度层差值(100ft 为单位)除以 3 的方法,
则将上题解题步骤中的第二步变为“下降的飞行高度层差值除以
3,即(120÷3)=40NM”,则最后答案从 51NM 变为 55NM。因为第
二种方法的下降梯度要平缓一些,所以计算出的巡航下降的距离
较长。
现在我们来看一个例子。
32
图 3. San Francisco Airport Modesto Four Arrival
33
假设你在飞往旧金山机场的 Flyways 777 航班上,以 300KIAS
的速度在 FL350 巡航,准备使用 Modesto Four Arrival,Coaldale
Transition。请参照图 3. San Francisco Airport Modesto Four
Arrival,按以下 ATC 指令,计算下降顶点的位置。
“Flyways 777,可以下降到 11000ft 过 Cedes 点,遵守公
布的 250kts 飞越速度限制,自主掌握下降时机”
问题:你应该在距离 MOD VOR/DME 导航台多少海里时开始下
降(静风)?
答案:在距离 Modesto VOR/DME 45NM 时开始下降。
步骤一:从 FL350 到 11,000′MSL 需要下降 24,000 尺;
步骤二:24×3=72NM,下降 24,000 尺飞行 72NM;
步骤三:Cedes 点有 250KtS 限制,需减速 50kts,所以
额外再加上 5NM 减速距离,72+5=77NM;
步骤四:Cedes 在 MOD VOR 之后 32NM,77-32=45NM,所
以下降顶点应在 MOD VOR/DME 前 45NM 处。
恒定下降率法
该方法主要适用于高速活塞式飞机或涡轮螺旋桨式飞机,这
(译注:该
些飞机在巡航下降过程中通常保持稳定的垂直速度。
方法也适用于计算大型客机使用 V/S 方式进行巡航下降时的下降
顶点。)
使用恒定下降率法计算巡航下降顶点需要较 3 比 1 法则更多
的已知参数(地速和下降率)才能计算出下降顶点。现在,我们
使用恒定下降率法来计算前一节 3 比 1 法则中的第一个问题。
34
问题:你正在 FL230 上巡航,获得下降许可并自行决定下降
时机,需要在距离 VOR 台 15NM 时到达 11,000′MSL,下降过程
中的地速 240kts,计划的下降率 2000fpm。应该在距离 VOR 多远
的时候开始巡航下降?
答案:在距离 VOR 台 39NM 时开始下降。
第一步:计算下降的高度,在这里为 12,000′;
第二步:计算下降所需时间。为(12,000′÷2,000fpm)
=6 分钟;
第三步:计算在时间内的飞行距离,240kts 的地速相当
于 4NM/MIN(海里/分钟)。因此,结果为 4NM/MIN×6MIN=24NM;
第四步:将第三步中的距离加上 VOR 之前 15NM 到达
11000'的限制,即 24+15=39NM。
你能用 1,000fpm 的恒定下降率法来计算同一个问题吗?
俯仰姿态法
俯仰姿态法用于根据可用下降距离计算出所需下降姿态。此
方法主要是应用于通用航空领域——如单发活塞式飞机,但该方
法应用于其他类型的飞机也可以非常有效和精确。我从前带飞初
级仪表学员时常使用这种方法。该方法需要在 ADI 上想象下降剖
面,具体操作我会在下面详述。就像把枪口对准靶心一样,我们
要把机头“瞄准”ADI 上的目标姿态。该方法的数学原理基于前
面的章节中讲解的 60 比 1 法则。为确保准确的俯仰姿态变化量,
我们假设保持平飞的初始俯仰姿态为 0 度,并且下降过程中没有
导致俯仰姿态变化的飞机构型改变,比如放出襟翼。另外,在下
35
降过程中飞行员应按需调整推力或使用减速装置来保持稳定的
表速。
图 4. 姿态仪
假设你正在 FL230 平飞,地速 240kts。但这次的指令是:立
刻开始下降,在 36NM 以内下降到 11,000′MSL。请问应该以几度
的俯仰姿态下降?俯仰姿态法解决这个问题只需要两个已知条
件——需要下降的高度以及下降过程的飞行距离。以下是我使用
姿态法解决该问题的步骤。
第一步:下降所需的距离。在这一范例中,从现在位置开始
需要飞行 36NM 来完成下降。对准姿态仪上的-10°刻度线,用 36
标记这条线。
第二步:计算所需下降的高度(以千英尺为单位)。这个例
子里我们要下降 12000 英尺,那么我们需要下降的高度数值为 12。
12 与 36 之间的关系——三分之一,36 对应的姿态是-10°,-10°
的三分之一是-3.3°,所以我们需要将姿态减小 3.3°——如果
36
平飞姿态是 0°,那么下降姿态应该为-3.3°。以-3.3°姿态下
降可以满足上述指令的要求。俯仰姿态法对于在非精密进近时计
算 VDP 也很有用,我们将在下一章进行详细的探讨。
(编注——该方法实际上是计算下降中飞机应飞的飞行航
径角。在不具备 FPV 显示功能的飞机上使用该方法有两个前提需
要注意:一是假定平飞姿态为 0°;二是下降过程中需要保持稳
定的速度且不改变飞机构型,以保持姿态和飞行航径的相关性不
发生变化。而对于目前我们所运行的可以在 PFD 上显示 FPV 的机
型而言,遇到同样的问题时我们可以更加方便地应用此方法——
把计算俯仰姿态的方法当做计算 FPV 角度的方法来使用——得出
的俯仰度数就是我们下降时应飞的 FPV 度数。并且可以改变速度
和/或构型,只要保持所需的 FPV 下降角度即可。)
现在,请练习以下题目,答案请参见第七章。
下降的高度
可用的下降距离
所需的俯仰姿态
5000ft
10NM
?
23000ft
70NM
?
4000ft
20NM
?
7000ft
28NM
?
表 3-1
下降过程中的风修正
如果预报在下降过程中有明显的顶风或顺风,我们当然需要
对下降顶点的位置作出适当的修正。在这里我们简单探讨一下顺
风或顶风对巡航下降的影响。绝大多数情况下,我们只需对前面
37
的计算结果作适当修正即可。下面介绍的方法就是计算高空风对
下降顶点位置的改变。
第一步:确定在下降过程中,预计的平均顺风或顶风分量。
注意,飞行计划中的预报风是真风向,而不是磁风向。显而易见,
你需要在计算中将风向转换为磁风向。当然在绝大多数磁差不大
的情况下这不会影响我们的概算。简单估算一下下降高度和风分
量即可,不必浪费时间拿出计算器来仔细地计算。记住,要使计
算尽可能的简便!
第二步:计算下降需要多少分钟?同样,也只需要一个粗略
的估计即可。从较高的巡航高度开始下降,下降时间一般会在 10
—15 分钟之间。
第三步:使用在第二章中谈到的时间-速度-距离换算方法计
算风修正的距离。
让我们看一看下面的例题:
问题:在你从 FL350 巡航下降到 11,000′MSL 过程中,预报
90-knots 的平均顺风分量。在这种情况下该如何调整下降顶点?
答案:提前 12NM
步骤一:题目已经明确,在下降过程中的平均顺风分量为
90kts;
步骤二:需要下降 24,000 英尺的高度,按照慢车推力下
一般的平均下降率(3000fpm),估算下降时间为 8 分钟;
步骤三:需要对风作出修正的距离相当于以 90knots 的速
度飞行 8 分钟的距离——以每分钟 1.5NM 的速度飞行 8 分钟的距
离——12NM。这个例子里面,由于是顺风,所以下降顶点需要提
前大约 12NM。
38
第四章 目视下降点 VDP
讨论如何计算非精密进近的目视下降点(VDP)之前,我将
先介绍一些 AIM(Aeronautical Information Manual)和 FAR 规
章里的背景知识,了解 VDP 是用来干什么的。然后,我们将探讨
如何在没有公布的 VDP 点的非精密进近程序中构建出自己的 VDP。
首先,我们从 AIM 对 VDP 的定义开始。目视下降点(VDP)
用于非精密进近程序中。VDP 是非精密直接进近程序中最后进近
航段上的一个点,在建立了 FAR91.175 所要求的目视参考的条件
下,从这点开始飞机可以从 MDA 以正常下降率下降至跑道接地区
着陆。在 VOR 和 LOC 程序中,VDP 通常用 DME 来定义,在 RNAV 程
序中,通常使用距下一航路点的航段距离来定义 VDP。VDP 点在
进近图的垂直剖面图中用 V 这个标志来标识。
VDP 的目的是为飞行程序提供额外的参考,执行有 VDP 点的
进近程序并不要求使用任何特殊的飞行方法。在到达 VDP 点并且
建立目视参考前,不应下降到 MDA 之下。
如受机载设备限制导致飞行员不能使用 VDP,那就按照没有
VDP 点时的飞行方法执行进近程序。
下面是美国《终端区仪表程序标准(TERPs)》中的一些叙述,
也许能帮助我们更好地理解 VDP 的作用:

VDP 用于正常的进近着陆,通常为 3°的下滑航径;

如果该跑道的 VASI 可用,那么 VDP 将与 VASI 的下滑航
径一致;

如果该跑道无 VASI 可用,那么 VDP 将提供正常的下滑航
39
径至跑道入口。
需要注意的是:AIM 中关于 VDP 的叙述表明,从程序上讲,
不应先于 VDP 下降到 MDA 之下。但是 FAR121.651(C)(4)条款却暗
示可以在 VDP 点前下降至 MDA 之下,条件是【如果到达该点后才
离开 MDA 下降会导致不能以正常程序或下降率飞行至跑道着陆】。
所有我能想到的航线运输级别的航空器应该都具备满足 VDP
点内在要求的性能而不必在 VDP 点前下降至 MDA 以下。即使跑道
早已完全能见,也不必先于 VDP 点下降至 MDA 以下。此外,提前
下降还要考虑越障限制,并且过浅的下滑角或者“拖着”进跑道
有时会导致在进近着陆的过程中产生目视错觉。
现在,大家已经了解到了 VDP 的一些基本概念。那么,如果
进近图上没有公布的 VDP,你会用什么来代替它?
一些航线飞行员在没有公布 VDP 点的非精密进近中自己设定
一个类似于 VDP 的点,我们称之为计划下降点 Planned Descent
Point(PDP)。和 VDP 一样,PDP 是一个用于增加从 MDA 到着陆这
一过渡阶段的正常性的辅助工具。但 PDP 不同于 VDP,VDP 有来
自于 TERPs(United States Standard for Terminal Instrument
Procedures)的规章标准,而 PDP 则像是在驾驶舱内帮助飞行员
完成任务的小助手。并且,PDP 没有 VDP 那样的规章背景,所以
PDP 永远不会被公布。由于 VDP 对于飞行员完成非精密进近确实
能提供很好的帮助,因此,在没有 VDP 可用的情况下,我们就要
计算出自己的 VDP(即 PDP)。
40
图 5. ILS RWY 3 SPOKANE INTL
41
这是一张没有公布的 VDP 点的非精密进近图。你的任务是计
算出自己的 PDP。顺便说一句,下面将要提到的这些计算 PDP 的
方法适用于任何型号的飞机,无论其进近速度的大小。
我们以上图(KGEG 机场)为例,讲解 PDP 的计算方法。
航行通告(NOTAMs)显示该机场 ILS Rwy3(参见图 5)的下滑
道不工作。因此需要做 LOC(GS OUT)进近,MDA 2760ft(HAT 392ft),
盲降台带 DME,FAF 点 DME6.1 ,位于跑道入口处的复飞点 DME1.6。
另外,地速 120kts 时,从 FAF 到 MAP 的进近时间为 2'15''。机
场的云高和能见度都能满足在 MDA 建立充分的目视参考。如何计
算出该 LOC 进近的 PDP 点位置?
非精密进近最后进近航段中的计算涉及到三种计算方法,其
中的两种方法为大多数飞行员所熟知,一种使用较少。最常用的
方法是使用 DME 距离,另外两种方法分别是进近计时法和前章所
述的俯仰姿态法。每一种方法对做进近计划都非常有效。我们先
分别使用三种方法解答这个问题,然后再总结三种方法的不同之
处。第一种是 DME 法。
DME 法
步骤一:用 HAT(Height above touchdown)除以 300,得
出从 MDA 以 3°下滑角进近到跑道入口所需的距离(海里为单位),
或者 300ft/NM。在这个例子中,392÷300=1.31NM。为了便于计
算,我们使用 390÷300=1.3NM。
步骤二:计算跑道入口的 DME 距离。在本题中,跑道入口与
MAP(复飞点)位置一致,在盲降台 DME1.6NM 处。
42
注意:某些进近图中,FAF 点是使用 DME 距离来定义的,但
复飞点却没有使用 DME 距离来定义,只是在图中将复飞点显示在
跑道入口处。在这种情况下,需要使用进近图的计时栏对应出 FAF
到 MAP 之间的距离,然后用 FAF 的 DME 减去这段距离,就可以得
出跑道入口的 DME。
步骤三:把前两步的 DME 距离相加,即可得到对应 3°下滑
角的 PDP 的准确位置。本例中,PDP 的位置应为盲降台 DME2.91NM,
取其近似值 2.9NM 就足够精确了。
如果在最后进近航段下降至 MDA 之前就已飞越了用于定位的
VOR/DME 台,在这种情况下,我们使用这种方法计算 PDP 位置时
需要特别注意,距离接地点越近,DME 距离越远。此时,在脑海
中勾勒出跑道和 DME 台的相对位置关系将有助于进行正确的计算。
恰好,图 5.Spokane ILS Rwy 3 就包含了这种情况,如果使
用 GEG VOR/DME 台进行定位,就需要注意到 GEG 台位于 FAF 与 MAP
之间。
计时法
步骤一:用 HAT 除以 10。得到以 600fpm 的下降率从 MDA 到
进跑道着陆所需要多少秒,也就是从 PDP 到 MAP 需要多少秒。在
本例中,392÷10=39.2 秒,取 39 秒即可。知道为什么这里要除
以 10 吗?可能很多飞行员会认为是经验的总结。但事实上,使
用 10 去除 HAT 是因为:高度(HAT)除以高度变化率(V/S)等
于时间,通常使用的 600fpm 下降率正好是 10ft/sec,这样可以
得出以秒为单位的飞行时间!因此,如果使用这种方法计算出的
43
目视下降点,就需要在目视下降着陆阶段使用大约 600fpm 的下
降率。此下降率对大多数飞机都适用,但对于进近速度较大的飞
机,保持 600fpm 的下降率可能会导致进场略高,所以如果我的
进近地速为 140kts,我会使用 HAT 除以 12。
步骤二:确认进近图计时栏中从 FAF 到 MAP 的时间。可以选
择其中的任一地速,对于本题,120kts 地速对应的时间为 2'15''。
步骤三:用步骤二得出的从 FAF 到 MAP 的时间减去步骤一得
出的从 PDP 到 MAP 的时间,得出从 FAF 进近到 PDP 的时间。我们
飞越 FAF 时,总是会开始计时,因此我们不必为此单独进行计时。
本例中,到达 PDP 的时间为 FAF 之后(2'15''-39'')=1'36''。
那么,如果我们的地速是 160kts,进近至 VDP 点的计时有多
大的差别呢?首先,第一步中,160kts 的地速在 3°下滑角中对
应的下降率是 800fpm,约等于 13ft/min。390÷13=30——从 PDP
到 MAP 的时间为 30'';在第二步中,对计时栏中的 150kts 和
180kts 对应的时间使用插值法,可以得出 160kts 的地速从 FAF
进近至 MAP 的时间是 1'42'';第三步,用 1'42''—30''=1'12'',
得出 PDP 在 FAF 之后 1'12''处。
那么,DME 法和计时法有什么区别呢?DME 法将 3°的下滑航
径对应为 300ft/NM 的梯度,以此来计算 PDP 的 DME 距离。计时
法基于下降率与地速间的关系,并根据 HAT 来计算 PDP 在 FAF 之
后的时刻。有一点很关键,这两种方法分别确定的两个 PDP 点在
空间中的位置可能并不重合,但是如果进近地速在 120kts 左右,
这两个 PDP 点的空间位置是非常接近的。
另外,为了方便计算,在计算过程中我通常对数字做四舍五
入,这个方法有助于在不使用计算器的情况下进行计算。
44
俯仰姿态法
俯仰姿态法不计算 PDP 的位置。作为计算巡航下降的方法之
一,在第三章中具体探讨过这个方法。在实施非精确进近——获
取目视参考——目视操纵飞机着陆的过程中,这种在姿态仪上虚
拟下降航径的方法,也可以用来计算出最后进近阶段所需要的合
适的下降率,确保飞机在转换为目视操纵着陆中处于安全的位置。
上述 KGEG 机场 LOC(GS out)Rwy 3 at 的进近图中,从 FAF
到 MAP 之间的距离为 4.5NM。此外,在 FAF 点 3,900′修正海压
高度对应的 HAT 为 1,532′AGL(3,900′减去接地区标高 2,368′,
得出 1,532′AGL)。在计算从 FAF 开始下降至安全着陆的俯仰姿
态变化的最小值时,4.5NM 和 1,532′AGL 这两个值非常重要。
步骤一:用第三章中介绍的方法,标注出下降到较低高度所
飞行的距离。在本例中,我们从 FAF 下降至跑道入口的距离为
4.5NM。因此,对准姿态仪上-10°的俯仰姿态线,用值 4.5NM 标
注这条线。
步骤二:计算要下降的高度,以千英尺为单位。在本例中,
我们从 FAF 到跑道入口之间需要下降 1,532′,即 1.5 千尺。接
着,从姿态仪上的零度俯仰姿态开始,设想在零度线以下多远的
时候,1.5 会与现在正处于 10°的 线的 4.5 发生联系。因为 1.5
是 4.5 的三分之一,所以我们需要飞机姿态减小 10°的三分之一,
即从平飞姿态减小 3.3°。这是实施非精密进近从 FAF 点至着陆
的俯仰姿态变化量的平均值,对应整个最后进近航段的长度。如
果使用小于 3.3°的数值,例如下俯 2°,那么你将高于正常进
近剖面,可能导致无法正常着陆。反之,如果你在从 FAF 到 MDA
45
的下降过程中使用超过 3.3°的数值,比如机头姿态下俯 4°或
5°,那么你应在到达 MDA 高度后保持平飞一段相应的距离。
俯仰姿态法与计时法和 DME 法的最显著区别在于,它的用处
主要在于计算从 FAF 进近至着陆所需的平均飞行航径角,以此来
确保成功的进近着陆。使用这种方法也能够计算出 PDP,不过计
算过程对于心算来说过于纷繁复杂,有点事倍功半了。而这本小
册子的目标就在于避免那些让人绞尽脑汁的计算。因此,这个方
法对航线运输飞行来说似乎不太实用,倒是更适合于在通用航空
的教学活动中。但是,这个方法对一些批准运行的 VNAV 或 CDA
进近程序,应该相当有用。(译者注:我们在特情处置中也可以
应用这个方法,快速计算从现在位置至着陆所需的平均飞行航径
角。建议大家学习掌握。)
目视进近下滑航径(检查高距比)
前面的讨论都是围绕着如何计算非精密进近气象条件下的
目视下降点展开的。然而实际运行中,大多数时候你都是处于晴
朗天气之中,或至少是 VMC,ATC 许可目视直接进近着陆。在目
视进近的五边,你应该不断检查下滑航径的高距比,保持好预先
确定的高距比可以确保更加稳定的进近。
检查高距比,最常用的是 DME 法。如果在长五边需要使用 3°
下滑航径,那么以飞机任意时刻的真高除以 300FT/NM,得出此时
飞机至跑道应有的距离。反过来,也可以用此时飞机至跑道的距
离乘以 300FT/NM,得出此时飞机应有的真高。用实际距离计算出
应有真高的方法可以更直观地反映出当前飞机位置与 3°下滑航
46
径之间的关系,换言之,就是直接反映出飞机比预期航径低了、
还是高了。333FT/NM 也是常用的计算下滑航径的系数。在心算时
使用这个数字稍微有点复杂,不过还算可以接受。
(注:3°下滑航径定义的准确梯度是 318FT/NM。无论使用
300 或 333FT/NM,都只是近似值。这样计算得出的将是一个略高
于或略低于 3°的下滑航径。)
这里有一个简表,对比了两个下降梯度所构建的不同的下滑
航径。当然,能见 VASI 或 PAPI 后,也可以使用它们引导目视下
滑航径。
300’/NM
距离
333’/NM
1500’AGL
5NM
1666’AGL
1350’AGL
4.5NM
1500’AGL
1200’AGL
4NM
1333’AGL
1050’AGL
3.5NM
1166’AGL
900’AGL
3NM
1000’AGL
750’AGL
2.5NM
833’AGL
600’AGL
2NM
666’AGL
450’AGL
1.5NM
500’AGL
300’AGL
1NM
333’AGL
表 4-1
表 4-1 最右边一栏的高度数据稍显复杂。注意其中 4.5NM,
3NM 和 1.5NM 这三个检查点,它们对应的是 1500’AGL、1000’AGL
和 500’AGL 这三个容易记住的整数值。
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第五章 速算练习题
1. 列出 042°、077°、168°、243°、331°的反向航向。
2. 计算飞机胎压为 40psi、60psi、100psi 以及 210psi 时的滑水临界
速度。
3. 机场温度/露点温度为 66℉/60℉。计算与之对等的摄氏温度以及预
计可能出现的云底高。
4. 南塔霍湖机场,
标高 6,262′MSL,
高度表的设置为 29.73in.HG(QNH)。
问它的标准气压高度是多少?
5. FL220 的外界大气温度为﹣30℉。ISA 温度偏差为多少?
6. 你 从 FL280 开 始 下 降 准 备 着 陆 , 但 是 忘 记 把 气 压 基 准 设 置 到
30.11in.Hg.(QNH)。那么在你着陆之后,高度表的读数偏差多少?
7. 你要在 34 跑道上着陆,塔台报告风为 030/20。侧风为多少?估算在
真空速为 120knots 的进近中的偏流角。
8. 当飞机在 FL180 飞越 LAX VOR 上空时,DME 指示多少?
9. 在白天的 VFR 飞行中,飞行时间为 3:20,需要多少加仑汽油?你的
C-182 燃料在 8,000′MSL 巡航燃油消耗率为 10gph。
10. 在夜晚的 IFR 飞行中,飞行时间为 4:10,备降时间为 0:25,需要
多少加仑 JET A?这架 LEAR JET 飞机在 FL330 的燃油流量为 900pph。
11. B-727 起飞后,一发失效,需要返场着陆。现在机载燃油 45,000 磅,
最大着陆重量限制的机载燃油为 17,500 磅。在放油率为 2,500ppm
的情况下,为避免超重着陆,你将花费多长时间放油?
12. 在放油率为 1,100ppm 的情况下,13 分钟内的放油总量为多少?
13. 只有磁罗盘可用作为航向参考,以 110KIAS,在 5,000′MSL,起始
48
航向为 030°,纬度为北纬 35°,计算 SRT 的坡度和右转至 190°的
改出点。
14. 在 ABC 机场的 VOR 23L 进近图中,从 ABC 355/20(黄点)到 ABC 052/20
(绿点)之间有一个 20DME 圆弧进近。沿着圆弧从黄点到绿点之间
的距离是多少?
15. 飞上题中同一个 VOR 23L 进近,
以 180kts 的速度和标准转弯率转弯,
需要提前多少度开始转弯切入 232°最后进近航道?
16. 在 225KTAS 以及 45knots 顺风情况下,12 分钟内飞行距离为多少?
17. 如果你在 90 分钟内飞行了 300NM,地速为多少?
18. 在 FL220 以 280KIAS 巡航,ATC 指令可以自主决定下降时机,要求在
距离下一 VOR 台 8NM 前下降到 8,000′MSL。你将在距离 VOR 多远时
开始下降?
19. 你得到指令立刻从 FL190 下降到 12,000′MSL,在 35DME 内到达。需
要下俯姿态多少度?
20. 你收到 BAKERSFIELD 机场(标高 507′)目视进近着陆的指令。对一
个正常的下滑航径来说,距跑道入口 6NM 处的高度应是多少?
21. NOTAM 告知 KMRT 机场 ILS Rwy 4 的下滑道不可用。因此你需要执行
LOC(GS out)程序 MDA1,760′(427′)
。该跑道 ILS 频率带 DME
测距。FAF 标注 D5.9。复飞点位于跑道入口处,标注 D1.4。此外,
地速 150kts 的进近时间为 1'48''。机场范围内云底高和能见度符合
在 MDA 时建立目视参考的要求,此次进近的 PDP 是多少?
49
第六章 小结
在阅读这本小册子前,你可能早已意识到驾驶舱工作需要大
量的数学计算。的确,在一次飞行之中就得完成大量的各类计算
工作,真是件让人头疼的事。但是你不必为此感到担心,因为无
论面对什么问题,只要有意识地进行反复的针对性练习,你相应
的专业技能和熟练程度就会得到显著的提升。
总而言之,一旦你发现有问题需要用数学计算去解决时,首
先定义这个问题,也就是说,我们要得到的答案是什么?其次,
找出适用的公式。这本小册子里有绝大多数你可能会用到的公式。
然后,根据你要解决的问题,调整这些公式。最后,代入数字运
算出答案。
我们的目标是在不用纸、笔或者计算器的情况下解决问题,
所以我建议你进行反复练习。首先,在纸上练习解题,分析并记
住问题的解决步骤以及其中各变量之间的关系,然后在脑海中默
想这些解题步骤。通过反复的练习,你将精通于这些驾驶舱中的
速算技能。
还有,不同机型(或运行类型)所对应的机动飞行方式或飞
行剖面是有所差别的。所以当需要根据你的机型(或运行类型)
特点对本书中阐述的公式和方法进行调整时,你不必犹豫。有多
少种飞机,就有多少种专业化的计算公式;有多少技术老练的飞
行员,就有多少保证飞行安全的技巧。当然,这么做需要小心,
自己修改公式或方法的前提是——透彻理解构建公式和方法的
原理。没有相当程度的理解,草率修改的结果可能是低效、不专
50
业的,甚至更糟——危及安全。
因此,我强烈建议你保持对这些速算方法的熟练掌握,利用
一切机会仔细琢磨它们。实际上,用你的大脑去解决问题的速度
可以比电脑快(尤其是还需要把数据键入电脑中时)。很多情况
下,你都可以“战胜”电脑、飞行管理系统、或者玻璃化驾驶舱。
我们以成为一名职业飞行员为荣,我们彼此鼓励不断提高专
业水平。不断地学习和传递知识使我们的职业更加安全、可信赖。
因此让我们把从这本小册子中收获的知识与技能接着传递下去
吧!
最后,祝你好运!宝剑锋从磨砺出,期盼你展翅高飞,翱翔
蓝天!
51
第七章
参考答案
第二章参考答案
表 2-4
胎压
VHP
50psi
63kts
120psi
99kts
150psi
110kts
230psi
135kts
表 2-6
℃
方法#1
方法#2
方法#3
℉
12℃
54°F
54°F
54°F
计算℉
25℃
77°F
77°F
80°F
计算℉
0℃
32°F
32°F
30°F
计算℉
计算℃
5°C
4°C
5°C
40℃
计算℃
27°C
27°C
26°C
81℉
计算℃
22°C
22°C
21°C
72℉
52
表 2-7
高度
ISA 温度
实际温度
温度偏差
5000MSL
5°C
20℃
+15°C
8000MSL
-1°C
15℃
+16°C
FL210
-27°C
-10℃
+17°C
FL350
-55°C
-69℃
-5°C
表 2-9A
风与跑道夹角
风速
侧风量
030
20
10
050
20
14
070
18
16
表 2-10
真空速
侧风量
偏流角
150 节
12 节
≈5°
360 节
48 节
=8°
90 节
30 节
=20°
0.78Mach
50 节
≈7°
53
表 2-13
已知
求解
200kt
230MPH
180MPH
156KTS
8MPS
16KTS
9KM
6SM
表 2-16
加仑
磅
55 gal. Avgas
330
80
480 lbs. Avgas
167
1000 lbs. Avgas
500 gal. JET A
3350
750
5000 lbs. JET A
1275
8500 lbs. JET A
表 2-17
放油率(磅每分钟)
时间
放油量
1300PPM
5min
6500 lbs
2500PPM
18min
45000 lbs
3000PPM
6min 20sec
19000 lbs
2500PPM
12min
30000 lbs
2200PPM
5min
11000 lbs
1500PPM
7min
10500lbs
1200PPM
11min
13200lbs
2500PPM
5min
12500 lbs
3000PPM
16min
48000 lbs
2000PPM
10min
20000 lbs
54
表 2-19
转弯坡度(L/R)
起始航向
目标航向
纬度
改出点
15°R
270°
360°
北纬 45°
310°
15°L
270°
180°
北纬 34°
151°
25°R
360°
090°
北纬 40°
082°
20°R
090°
190°
北纬 40°
223°
表 2-21
DME 弧
切入角提多少度
15NM
4degree
20NM
3degree
12NM
5degree
表 2-22
KTAS
标准速率转弯坡度
转弯半径(SRT 或最大 30°坡度)
90KTAS
13.5°
0.5NM
120KTAS
18°
0.6NM
200KTAS
30°
1NM
0.80Mach
30°
6NM
表 2-23
KIAS
高度
KTAS
100
10000ft
120
140
5000ft
154
200
13000ft
252
280
FL350
476
55
表 2-25
KTAS
风
时间
距离
240
60TW
40min
200NM
280
70HW
10min
35NM
150
0
2min
5NM
300
0
4min
20NM
420
60TW
50min
400NM
420
0
2min
14NM
400
0
1.5hr
600NM
500
0
4min
375NM
510
0
40min
340NM
第三章参考答案
表 3-1
下降的高度
可用的下降距离
所需的俯仰姿态
5000ft
10NM
下俯 5.0°
23000ft
70NM
下俯 3.3°
4000ft
20NM
下俯 2.0°
7000ft
28NM
下俯 2.5°
56
第五章参考答案
1. 222°,257°,348°,063°,085°,151°
2. 大约 57kts,70kts,90kts,130kts
3. 温度/露点是 19°/16°C。
6 ° F ÷ 4.5 ° F/1000’=1333’AGL , 因 此 预 计 云 底 高 度
1333’,或者 3°C÷2.5°C/1000’=1200’AGL,得出预计
云底高度 1200’。
4. 标高 6262’MSL 加上 190’高度表修正等于 6452’标准气压
高度。
5. FL220 的 ISA 等于-29°C 或-20°F,因此△ISA=-10°F 或-5°
C。
6. 高度表度数偏低 190’,(30.11-29.92=0.19in.Hg,相当于
190’的高度)
7. 14kts 侧风对应的偏流角为 7°。
8. 3DME。
9. 38.3 加仑航空汽油(含 30 分钟备份燃油)。
10. 720 加仑 JET-A 航油(含 45 分钟备份燃油)。
11. 11 分钟。
12. 14300lbs。
13. 110KIAS,5000’MSL,TAS=121kts。SRT 坡度=18°。向南转
弯时,需要目标航向加上纬度数值再减去坡度增量,即 190°
+35°(纬度)-6°(18°的 1/3)=219°,改出航向为 219°。
14. 57°弧÷3°/NM=19NM
15. 需要提前 3°径向线转弯以切入五边航道。
57
16. 54NM
17. 200kts
18. VOR 台之前 37NM
19. 2°下俯姿态
20. 2307’MSL ( 使 用 300’/NM 梯 度 ) 或 2507’MSL ( 使 用
333’/NM 梯度)
21. PDP=2.8DME 或飞越 FAF 点后计时 1’05’’。
58
附录
公式
反航向
起始航向<180°,起始航向+200°-20°=反航向
起始航向>180°,起始航向+20°-200°=反航向
滑水
VHP=9×
胎压(PSI)
温度换算
℉=
9
× ℃ + 32
5
℃ = ℉ − 32 ×
5
9
大气温度直减率
ISA 温度直减率= 2℃ 或 3.5℉ /1000ft
饱和大气温度直减率= 2.5℃ 或 4.5℉ /1000ft
59
气压高度
气压高度=指示高度±高度表拨正值修正
高度表拨正值修正=(QNH-29.92)× 1000
偏流角
偏流角= 侧风分量 × 60 ÷ TAS
放油
放油量÷放油率=放油时间
放油率×放油时间=放油量
60 比 1 法则
特定 DME 距离上每海里对应的角度=60÷DME 距离
每度径向线在特定 DME 距离上对应的宽度=DME 距离÷60
60
转弯半径
转弯半径(NM)=TAS÷200
转弯半径(NM)=
TAS ×1%
2
转弯半径(NM)= 马赫数 × 10 − 2
SRT 转弯坡度
SRT 转弯坡度= TAS × 10 ÷ 1.5
真空速 KTAS
KTAS = KIAS + KIAS × 高度 千英尺为单位 × 2%
时间-速度-距离
地速×时间=距离
61
巡航下降顶点
TOD = 需要下降的高度差 千英尺为单位 × 3
+ 减速距离 + 限制点的 DME 距离
TOD = 需要下降的高度差 千英尺为单位 ÷ 3 × 10
+ 减速距离 + 限制点的 DME 距离
目视下降点 VDP
DME = HAT ÷ 300 + 跑道入口的 DME
计时 = 最后进近航段时间 − HAT ÷ 10
62
ஞਸ਼Зࣩ‫ޥ‬ય‫ݤ‬؅
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