低空飞行航迹修正方法分析

低空飞行航迹修正方法分析

李世宏，徐振东，明明

空军航空大学 吉林 长春 130022

摘要：针对低空飞行中可能出现航迹偏差的情况，分析了目前常用的 30°切入法、偏航修正量表修正法、切入航线修正法、六十分之一修正法和10°、20°、30°修正法的基本原理和实施步骤，总结概括出各种方法的使用条件及应用场景，为低空飞行修正航迹保证飞行安全提供理论依据。

关键词：低空飞行；航迹修正；实施步骤；适用范围

1 引言

低空飞行能够避开雷达的侦测，实现突然的袭击效果，尤其是在空投、空降等训练科目中，低空飞行是飞行员必备的技能。低空飞行的准确实施需要飞行员全面的使用地标、推测、无线电等基本的领航方法，同时由于潜在的气流扰动、飞行员视野狭窄等原因，对飞行员判断偏航距离、修正飞机航迹造成了很多困难^[1]。传统的航迹修正方法对低空飞行的航迹修正并不完全适用，比如经典的直接修正法，如图1所示，要求飞机准确的通过航线的起点，并且由起点到检查点之间航向要保持稳定，而低空飞行飞机的航向通常会依据障碍物情况作出调整，这样就导致直接修正

法无法使用。传统的航迹修正方法还有固定时间切入法，如图2所示，固定时间切入法在忽略掉PH角的前提下，可以不要求飞机由起点到检查点之间保持航向稳定，但是飞机的已飞距离必须足够长，而且偏航距离也要求相对较大。低空飞行由于障碍物的限制，很难能找到足够长的航线，同时低空飞行由于视野狭窄，偏航距离较大时，很容易造成无法目视找到检查点的情况，必须在偏航距离较小的时候及时修正，这样就导致固定时间切入法无法使用。因此低空飞行常推荐30°切入法、偏航修正量表修正法、切入航线修正法、六十分之一修正法和10°、20°、30修正法等修正航迹的方法。本文并对这些方法的基本原理、实施步骤进行分析，总结概括出这些方法的使用条件及应用场景，为低空飞行修正航迹保证飞行安全提供理论依据^[2]。

图1 直接修正法修正航迹

图2 固定时间切入法修正航迹

2 基本原理

2.1 30°切入法修正原理

30°切入法是飞机在飞行中，通过检查点确定出偏航距离以后，操纵飞机向偏出的反方向修正30°，从而使飞机切回航线的修正方法。

图3 30°切入法修正航迹

是飞行员所保持的原航向， 为飞行员所保持的新航向，即：

（1）

是飞机的偏航距离， 是飞机切回航线需要飞的距离， 是飞机切回航线所飞行时间。通过观察不难发现：

（2）

因此飞机切回航线的时间 ，就是飞机保持当前地速飞2倍偏航距离所需要的时间。可以采用时间掌握飞机切回航线的时机。

2.2 偏航修正量表修正法原理

偏航修正量表修正法，是飞机在飞行中，确定出偏航距离以后，根据已飞距离，通过查偏航修正量表（如图5）的方式，确定出飞机的航向修正量，操纵飞机向偏出的反方向修正该角度，飞机即保持航迹与航线平行的状态飞行。

图4 偏航修正量表修正法

图5 偏航修正量表

是飞行员所保持的原航向， 为飞行员所保持的新航向，即：

（3）

是飞机的偏航距离， 是飞机的已飞距离，从图4中不难发现：

（4）

由于PH角较小，小角度的正切值近似等于弧度值，弧度转化为度需要乘以57.3，用60近似代替：

（5）

根据公式5，制作成图5的偏航修正量表。

2.3 切入航线修正法原理

切入航线修正法，是飞机在飞行中，确定出偏航距离以后，选择不同的航向修正角度（如15°、30°、45°），根据偏航距离、飞机当前的速度，通过查表（图7）的方式找到对应的飞行时间，操纵飞机向偏出的反方向修正该角度，飞行对应的飞行时间，飞机就会切回到航线上。

图6 切入航线修正法

图7 切入航线修正法表

为表示方便将航迹修正量15°、30°、45°，由 表示。飞机的平飞距离由图6中可得：

（6）

飞机的平飞时间为：

（7）

是飞机的偏航距离， 是飞机修正航向后保持的平飞距离， 是平飞距离所对应的平飞时间。

根据公式6和7，即可制作出图7中的表格。

2.4 六十分之一修正法原理

六十分之一修正法，是飞机在飞行中，确定出偏航距离时，如果飞机距离下一个目标点刚好为60km，则只需要操纵飞机向偏出的反方向修对应的偏航距离的角度值即可。比如偏航距离是1km，则修正1°，偏航距离2km，修正2°。

图8 六十分之一修正法

由图8可知，飞机航迹的变化量等于 ，只需要航向改变对应角度。

（8）

通常比较小，小角度的正切值近似等于弧度值，弧度转化为度需要乘以57.3，用60近似代替：

（9）

2.5 10°、20°、30°修正法原理

10°、20°、30°修正法，是飞机在飞行中，确定出偏航距离小于6km时可以采用的修正方法，判断出偏航距离以后，操纵飞机向偏出的反方向修正对应的偏航距离的十倍对应的角度值。飞行固定的平飞距离6km，飞机就会回到航线上。比如偏航距离是1km，则修正10°，平飞6km；偏航距离2km，修正20°，平飞6km。

图9 10°、20°、30°修正法

由图9可知：

（10）

通常比较小：

（11）

飞机的平飞距离采用固定的6km：

（12）

3 使用条件

3.1 六十分之一修正法使用条件

从图3中可以分析得到该方法要求飞机最初的状态是保持应飞航向飞行，即飞机的航迹和航线平行。采用固定的切入角30度，实施简便，同时切回航线也较为迅速。适用于飞机没有准确通过航线起点，或者飞机由于规避障碍物偏离航线，但是飞行员明确飞机的应飞航向，能够准确确定出偏航距离时的修正。能够在飞机偏航距离较大时，快速的使飞机切回到航线上^[3]。

3.2 偏航修正量表修正法使用条件

该种修正方法要求飞机必须准确的通过航线起点，飞行中航向保持稳定，并且飞行员在判断出偏航距离的同时，确定出飞机的已飞距离。该方法采用查表的方式，极大的减轻了飞行员的计算负担，偏航距离也没有大小限制。飞机在低空飞行时，如果对某航段的应飞航向没有进行提前计算，可以采用该修正方法来确定应飞航向，也可以将该方法作为30°切入法的前置修正方法^[4]。

3.3 切入航线修正法使用条件

从图6和图7不难分析出，该种修正方法不要求飞机必须准确的通过航线起点，可以根据飞机的偏航距离，灵活的选择修正的角度。采用查表的方式，减小空中的计算量，但因查表的过程涉及参量较多，通常适用于双座的战斗机，由后舱发送飞行指令，前舱负责实施。

3.4 六十分之一修正法使用条件

从之前的原理分析中可知，该种修正方法要求在距离目标点60km的位置附近能够找到合适的检查点，同时飞机的偏航距离也比较小时才可以采用。该方法实施非常简便，没有复杂的计算，适合飞行员独立使用^[5]。

3.5 10°、20°、30°修正法使用条件

该种修正方法要求偏航距离在6km范围内，由于飞机采用了固定的平飞距离，无论飞机的偏航距离是多少，飞机回到航线的距离和时间是固定的，飞行员实施非常方便，回到航线也非常迅速。

4 实施方法

4.1 地面准备

充分细致的地面准备是空中实施的保证。按照之前对每种修正方法的原理和使用条件分析，低空飞行时需要根据每条航线特点，在飞行前或者飞行中选择合适的修正方法，并进行相应的地面准备通常包括一下内容：

（1）计算不同偏航距离所需飞行时间做成表格（如图10），辅助采用30°切入法时快速心算。

图10 偏航距离飞行时间对应表

（2）根据偏航修正量表修正法，列出偏航修正量表。

（3）根据切入航线修正法，制作不同飞行速度、不同偏航距离、不同转弯角度下的切入航线的飞行时间表格。

（4）在每一条航线上，在接近下一转弯点前60km的位置尝试找合适的检查点，如果有合适的检查点，将其标注出来。以便飞行时采用六十分之一修正法。

（5）确定出每一边航线对应的飞行速度6km的飞行时间。便于飞行中使用10°、20°、30°修正法时快速心算。

4.2空中实施

在地面准备的基础上，在实际的低空飞行中，就可以在判断出偏航距离后实施航迹修正。空中实施的基本步骤包括：

（1）判断飞机的偏航距离 。

（2）如果飞机准确通过航线的起点，飞行员可以采用偏航修正量表法进行修正，在偏航修正量表中查找到对应的航向修正量。操纵飞机向偏出的反方向转过对应的角度，保持修正后的航向飞行，飞机的航迹即平行于航线。

（3）飞机保持应飞航向飞行，航迹平行于航线，偏航距离较大可以采用30°以上的角度修正，如30°切入法、切入航线修正法中的30°和45°修正。

（4）偏航距离小于6km时，可以采用10°、20°、30°修正法，使用简单，实施迅速。

（5）如果飞机在距离转弯点还有6km的位置判断出偏航距离，采用六十分之一修正法最为简洁方便。

5 结束语

为了保证低空飞行的安全，飞行准备时会对飞行轨迹进行详细的规划，从而规避危险地形，避开雷达监测，因此低空飞行过程中，必须保证飞机按照既定的航迹飞行，准确及时发现飞机的航迹偏差并作出修正。本文主要总结分析了30°切入法、偏航修正量表修正法、切入航线修正法、六十分之一修正法和10°、20°、30修正法共五种航迹修正的方法，每一种方法都有自己的优缺点和使用条件，在实际使用时要根据每种方法的特点灵活使用

^[6]。同时在低空飞行修正飞机航迹时应该注意一下问题：

（1）低空飞行应该将主要精力放在机舱外，切记埋头于机舱内，这就要求航迹的修正方法要简单方便，不需要过多的查阅表格资料。

（2）低空飞行视野狭窄，飞行中的检查点又环环相扣，一旦丢失一个检查点，很可能找不到后续的地标，这就要求低空飞行稍有偏差就要及时修正。

（3）通常修正时，如果飞机的偏航位置和下一个检查的位置在航线的同一侧，修正时“宁小勿大”，如果飞机的偏航位置和下一个检查点分别位于航线的两侧，修正时“宁大勿小”，例如：飞机偏在航线的左侧，下一个检查点也位于航线的左侧，则修正飞机航向时，就是“宁小勿大”，这样才能保证飞机在视野狭窄的情况下也能顺利找到下一个转弯点。

（4）如果飞机丢失了自己的位置，在保证飞行安全，不被敌方发现的前提下，可以通过提升飞行高度，扩大视野的方式来找回自己的位置。

（5）本文所介绍的修正方法，每种方法都有其局限性，尤其在接近该方式适用条件的边界时，误差通常较大，就要求飞行员在使用以上方法时，注意掌握每种方法的使用条件。

参考文献：

[1]徐振东.空中领航学［M］．北京：航空工业出版社，2018:191~198

[2]刘平，姬伟杰，史巧恒，韩潇弘毅. 超低空飞行领航能力培养研究[J].现代导航,2018,2: 348~352.

[3张焕.空中领航学［M］．成都：西南交通大学出版社，2019:51~58

[4] 基于神经网络控制的飞机导航系统应用[J]. 冯昊.  中国设备工程. 2017(24)

[5] 多惯性导航系统信息融合方法研究[J]. 芈小龙,向敏.  舰船科学技术. 2019(17)