今天出太陽了，盡管街上的行人依舊很少，但心情開始不那么沉悶了。朋友圈里除了關注疫情的最新變化之外，很多人已經開始選擇讀書或是和家人一起渡過這個最漫長的春節假期。陝西廣電網絡春節期間所有點播節目一律免費，打電話96766登記一下就可以開通（刷劇首選）。
AutoCAD真是一個非常好的工具，而我最近才開始學習用它。今天我們練習畫一個大角度的飛越轉彎保護區。我們將模仿下面這張圖：
沒錯就是這張圖了。
一、下載素材：
鏈接: https://pan.baidu.com/s/1LZBOv90jtru_PpLqGOr6sA 提取碼: fr5u
素材內容：
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風螺旋插件
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飛越點、旁切點圖符。
二、原圖分析與參數計算
前面圖片來自於ICAO 8168文件，是一個指定飛越點轉彎離場的例子。初步估算，飛越點距離跑道末端大約6.8km，轉彎后下一航路點距離飛越點約18km。
在PBN離場航段中，距離ARP 56km范圍內，無論是采用RNAV1/2還是RNP1規范，對應的保護區參數是完全一致的，如下表所列：
表中SID表示Standard Instrument Departure（標准儀表離場）。根據例圖中的比例關系推斷，該航段屬於離場初始航段中小於28km內的飛越轉彎。
我們采用以下參數對例圖進行模擬：IAS 405km/h，轉彎坡度15°，轉彎高度900米，風速56km/h，ATT 1482米，保護區半寬3704米。
轉彎參數計算結果如下：
=====Turn Parameters=====
IAS = 405 km/h
k = 1.072
TAS = 434.17 km/h
WindSpeed = 56 km/h
BankAngle = 15°
DraftAngle = 7.41°
R = 1.25 °/s
Radius = 5535 m
Esita = 12.5 m /°
E45 = 561 m
E90 = 1121 m
E135 = 1682 m
E180 = 2243 m
E235 = 2928 m
C6 = (v+w)*6 = 817 m
======= Fly-Over Parameters ======
Earliest Distance: 1482
Latest Distance: -2298.95
規范中對於指定點轉彎離場的高度計算，采用指定點距DER（Departure End of Runway離場跑道末端）的距離乘以10%的爬升梯度，再加上DER標高，再加上5米得到。
本例中我們直接以900米作為轉彎高度，指定點距離DER 6.8km，反推DER標高為：900-6800*10%-5=215m。實際計算時應從DER標高開始計算轉彎高度。
三、放置航路點，繪制標稱航跡，繪制初始段保護區
參數准備完畢，可以開始畫圖了，參考例圖，離場直線段距離6.8km，出航段距離約為18km，轉彎135度。飛越點之后采用直飛（DF）方式飛向下一點。
繪制內容：
1、繪制一條3000*45m的跑道。
2、以跑道末端為起點，繪制假想的半寬3704米的PBN保護區（圖中的深灰色細線）。
3、再以初始寬度300米，每側15°外擴，繪制離場初始段保護區（圖中紅色粗斜線）。
4、以飛越轉彎點為中心繪制定位容差區，長1482米，寬1852米的矩形。該矩形下方邊角被離場初始段保護區剪切掉。
5、在定位容差最晚位置之外再延長一個C容差的距離（6秒鍾的飛行距離），本例中為817米。
四、繪制轉彎內側邊界
當轉彎大於75°以后，應從使保護區范圍最大化的最早點開始繪制內側邊界。如下圖所示，從左側最早點連接航段終點，可以確保轉彎區最大化。
五、放置風螺旋，繪制最晚標稱航跡
打開風螺旋插件，輸入相應參數，點擊CAD按鈕得到風螺旋線圖形。
在CAD中插入上一步得到的風螺旋插件，調整方向使之與保護區方向一致。
從航段終點向風螺旋繪制切線，該切線為轉彎的最晚標稱航跡。
以最晚標稱航跡為基准，外擴15度方向向風螺旋作切線，並繪制外擴平行線作為副區外邊界。
六、繪制轉彎外邊界保護區
在各條風螺旋之間繪制公切線，使用fillet命令對風螺旋及公切線進行修剪，得到下面的效果：
七、添加外擴邊界，並增加填充效果
使用CAD曲線外擴功能（Offset命令，使用T選項，使外擴螺旋通過左側最晚點），得到完整的轉彎外邊界。
填充功能的快捷鍵為H，圖中陰影區域表示轉彎保護區的副區。
八、關於風螺旋插件的精確化應用
在大角度轉彎的例子中，可以充分發揮風螺旋精確計算的優勢，減少手工繪制公切線的誤差。具體參考下表來選擇風螺旋的角度范圍。
對於我們練習的這個例子，順時針來看，一共有4條風螺旋。
1號風螺旋的實際范圍是0°至 90°+DA。
2號風螺旋的實際范圍是90°+DA至 180°+DA。
3號風螺旋的實際范圍是180°+DA至下一段切線方向。
4號風螺旋的起點至少在180°+DA之后。
了解到這樣的計算關系之后，我們可以直接按照需要的范圍去添加風螺旋，最后再少量的添加部分切線即可。（目前這部分內容都可以自動化計算了）
精確添加風螺旋之后的效果如下圖所示：
添加公切線后的效果：
可以看到，最晚邊界外擴15°后的邊界線在本例中已經越過了4號風螺旋的公切線范圍，也就是說，在本例中4號風螺旋僅用於確定最晚標稱航跡，並不直接決定主區范圍的大小。
最終的效果如下，與前面的繪制結果相同，只是更精確的指出了風螺旋切點的位置。
未來的保護區繪制應該能夠精確說明各段風螺旋的起止點，這是趨勢，也是已經被解決了的技術問題。
昨天的推文連寫帶畫一直整到了晚上10點半，今天再來畫圖就已經快很多了，業精於勤荒於嬉，我們的目標不僅僅是實現手工畫圖而已，我們想要實現的是飛行程序規范的未來。