前言
前段时间，被同事突然抛出的一个问题给难住了。他说：“为什么我们C类飞机在日本东京做盘旋进近时，要使用D类飞机的最低落地标准呢？
带着这个疑问，我看了机型手册，翻了运行手册，找了中国民航法规，查了JEPPESEN以及AERAD手册。在寻找答案的过程中，对国航釜山空难有了更多的了解，对＂手册飞行员＂也有了更多的理解。
机型手册的程序看起来简单，有可能只是动作简单而已，里面往往需要我们掌握的手册之外的知识却不少。所以，今天再来讲讲说了很多次的盘旋进近，也希望大家能有新的收获。
拿我们手册里的盘旋进近来说，程序详细地告诉了我们怎样执行盘旋进近。对飞行员来说，似乎只要严格按照手册，就能把盘旋进近程序飞好。真的动起“杆”来，，往往不是那么回事。
MDA可以给我们提供多少超障裕度？我们最多能飞离跑道多远？我们在什么样的情况下才能下到MDA以下，切入着陆下降航径？需要考虑风的影响吗？风是怎么影响的，如何去修正？落地执行什么标准？盘旋机动有哪些种类……
诸于此类问题，机型手册中并没有具体说明。这些细节问题，往往会影响我们整个程序的执行和安全标准。为了便于后面的问题阐述，小编再带大家过一遍相关概念，已经掌握这部分技能的小伙伴可直接跳过。
直接进近和盘旋进近
Types of approach
There are two types of approach: straight-in and circling.
Straight-in approach
Whenever possible, a straight-in approach will be specified which is aligned with the runway centerline. In the case of non-precision approaches, a straight-in approach is considered acceptable if the angle between the final approach track and the runway centre line is 30°or less.
Circling approach
A circling approach will be specified in those cases where terrain or other constraints cause the final approach track alignment or descent gradient to fall outside the criteria for a straight-in approach. The final approach track of a circling approach procedure is in most cases aligned to pass over some portion of the usable landing surface of the aerodrome.
来源：ICAO Document 8168, Volume I - Fifth Edition - Procedures for Air Navigation Services - AIRCRAFT OPERATIONS, Flight Procedures
由此我们可以得出，当夹角或者下降剖面不能满足直接进近时，使用盘旋进近。
直接进近
五边航道和跑道中心线夹角≤30度
以正常下降剖面直接进近
盘旋进近
五边航道和跑道中心线夹角＞30度
不可以用正常下降剖面直接进近
盘旋进近的机动类型
由于程序设计、机场障碍物分布、限制区等因素的影响，盘旋进近的机动类型不会是单一的。
一个总的原则：使用合适的落地最低标准，保持合适的高度和速度，在盘旋保护区内进行机动和着陆。
盘旋机动保护区
The visual manoeuvring area for a circling approach is determined by drawing arcs centred on each runway threshold and joining those arcs with tangent lines。
盘旋机动保护区由以跑道头为中心的圆弧及其切线组成的区域。
来源 ICAO Document 8168, Volume I - Fifth Edition - Procedures for Air Navigation Services - AIRCRAFT OPERATIONS, Flight Procedures)
何时可下到MDA以下
Obstacle clearance
When the visual manoeuvring (circling) area has been established, the obstacle clearance altitude/height (OCA/H) is determined for each category of aircraft.
Minimum descent altitude/height (MDA/H)
When the OCA/H is established, an MDA/H is also specified to allow for operational considerations. Descent below MDA/H should not be made until:
a. visual reference has been established and can be maintained;
b. the pilot has the landing threshold in sight; and
c. the required obstacle clearance can be maintained and the aircraft is in a position to carryout a landing.
来源：ICAO Document 8168, Volume I - Fifth Edition - Procedures for Air Navigation Services - AIRCRAFT OPERATIONS, Flight Procedures
不同类别的飞机，在相应的盘旋机动保护区内，有不同的超障高(OCH)。
在相应的保护区内，保持相应的MDA可以获得相应的超障高，在满足以下条件之后，才能继续下降到MDA以下：
持续保持目视参考；
看到着陆跑道的跑道头；
所需的超障裕度可以保持并且飞机处于可以切入着陆航径的位置。
PANS-OPS和TERPS
PANS-OPS：Procedures for Air Navigation Services - Aircraft Operations (ICAO)
TERPS：Terminal Instrument Procedures (USA)
以上两个标准都对盘旋保护区半径和保护区内的超障高有不同的要求。
Circling Approach Obstacle Clearance
The following table highlights the different radii from runway threshold used by PANS-OPS and TERPS to construct the circling obstacle clearance area.
TERPS uses a minimum obstacle clearance of 300 feet whereas PANS-OPS uses 394 feet for Category C and D aircraft.
来源: AERAD FIS-SUPP-MINIMA-MINIMA SPEC PART-OPS-VISUAL APPROACH OPERATIONS）
对于C/D类飞机，PANS-OPS标准下的保护区内，给MDH提供了394英尺的超障高，而TERPS提供的是300英尺。PANS—OPS标准下，提供了比TERPS大的多的保护区半径。
TERPS的标准半径和扩大半径
Background
The FAA has modified the criteria for circling approach areas via TERPS 8260.3B Change 21.The circling approach area has been expanded to provide improved obstacle protection. As a result, circling minima at certain airports may increase significantly.
Standard Circling Approach Maneuvering Radius
Circling approach areas developed prior to 2011 used the radius distances (in NM) as depicted in the following table. The distances are dependent on the aircraft approach category.
Expanded Circling Maneuvering Airspace Radius
Circling approach areas for approach procedures developed beginning in 2013 use the radius distances (in NM) as depicted in the following table. These distances, dependent on aircraft category, are also based on the circling altitude which accounts for the true airspeed increase with altitude.
Affect on Jeppesen Charts
Charts where these criteria have been applied can be identified by the symbol
in the CIRCLE TO-LAND minima box.
来源：Jeppesen General Airway Manual
2013年开始使用的TERPS扩大标准半径，根据不同的MDA高度区间提供了更大半径的保护区，但是不能简单理解为新/旧标准，这两个标准在同时使用，当JEPPESEN进近图中存在
符号时，才使用扩大标准。
日本民用机场使用标准
COUNTRIES COMPLIANT WITH PANS-OPS AND/OR TERPS REGULATIONS
The list of countries below shows which regulatory authority the design of the Approach, Circling, Holding and Departure procedures is based upon. NAVBLUE will progressively update Instrument Approach Charts to depict the respective regulation. Reference to this table will be required until the updates are completed.
来源: AERAD FIS-SUPP-RULES-GENERAL-TERPS
日本非美军机场使用的是PANS-Ops标准，但是他有自己规定的保护区，CAT C保护区半径为2.0海里，CAT D为2.5海里。
如何确定使用的哪个标准
Jeppesen进近图的左下角会标明PANS-Ops或者TERPS，如果没有标明（例如日本非美军机场），可以在AERAD FIS-SUPP-RULES-GENERAL-TERPS中查找，上面列出了世界上几乎所有国家的机场盘旋进近使用标准。
更多内容可参考
目视盘旋中PANS-Ops和TERPS的“博弈”。
这是摘自公司《运行手册》的内容，当A330/A320/B737等C类飞机在盘旋时使用的速度超过了这里规定的最大速度，所以这时候就有C类飞机执行D类标准的情况。
这种情况一般发生在使用TERPS标准的盘旋进近中。对于日本的机场，因为盘旋的保护区也比较小，所以也会有C类飞机执行D类标准的情况。具体需要对照进近图上对应的Max Kts那一栏的速度和飞机在盘旋时使用的最大速度，来确定飞机应该使用的落地最低标准。
风对盘旋进近的影响
DEAD RECKONING (DR) NAVIGATION — The estimating or determining of position by advancing an earlier known position by the application of direction, time and speed data.（来源：Jeppesen General Airway Manual）
推测领航——在过去已知确定位置的基础上，使用方向、时间和速度数据来确定当前的位置。
这种方法广泛应用与目视飞行中，飞行员使用WAC等航图，用WATCH-MAP-GROUND Procedure 来确定飞机的位置。
在目视条件下用这种方法可以完全不借助导航台和GPS。在仪表飞行中同样使用较多，例如程序转弯、等待航线、目视起落、目视盘旋等。
盘旋进近模拟器
接下来的内容，我们会用到数学函数的相关知识。理论上来说，要分析风对盘旋进近的影响，需要用到积分，为了便于计算，我们尽量用简化的可替代的方法去论证和分析。
理论和实际存在一定的差别，下面用到的风将是恒定大小的风，且会忽略进入目标坡度和坡度改平的过程。
因每个人的操作手法也不一样，这个无法模拟。经过笔者的计算，只要不是刻意偏离正常操作，这些方面的误差对整个盘旋的过程来说很小。
https://www.desmos.com/calculator/h3ktgbclps（在线演示地址）
上面模拟了韩国釜山36L LOC进近然后18R落地的大概数据。釜山进近图采用TERPS旧标准，我们C类飞机应执行D类最低落地标准，这时我们的保护区半径为2.3海里。
根据韩国官方的文件，C类飞机在执行盘旋进近时，第二次切跑道头的计时时间最大不能超过20秒，并且要考虑风的影响。
在模拟器中采用的实例数据如下：
风大小为29节，从可能的各个方向吹来，分别演示
盘旋保护区半径为2.3海里
转弯坡度为25度
盘旋时采用的速度为160节真空速
里面黑色虚线表示在静风条件下，LOC五边左转45度后计时30秒，再转向3边，然后第二次切跑道头后计时20秒转向四边的轨迹。
蓝色和绿色实线表示在不修正风的情况下采取同样的计时时间的轨迹。
我们可以看到，大的侧风有把飞机吹出保护区的风险，或者使得三边过窄，转五边时会甩出去太多，从而无法满足稳定进近的要求。
基于以上演示，我们在执行盘旋进近时，很有必要考虑风的影响，并且要修正它。
风修正论证
设: 飞机三边时的TAS(kt)为V，静风时从点C开始计时到转到四边的计时时长为t，有风时从点C开始计时到转到四边的计时时长为S。
设: 转弯时平均TAS为0.9V，盘旋一周用时为T，为方便计算，将他们的线性关系看做一次函数，根据上表可得：
T ＝ 0.675V - 7
当TAS，正侧风和偏流角的关系大致如下：
偏流角 ＝ 60*侧风分量/空速
设: 飞机在三边平行方向的风分量为x(即在三边时的顺风或顶风)，四边时需要的偏流角为a，根据上表可得：
a ＝ 60x/V
为方便讨论，无论风如何影响，假设飞机每次的四边到跑道头的垂直距离L(nm)都保持不变
L = CD + r = t*V/3600 + r
当存在风时，
L＝s*V/3600+r+(s+90*T/360+a*T/360)*x/3600
即s*V/3600+r+[s+(90+a)*T/360]*x/3600
因为L恒定，由此可得
t*V/3600 + r = s*V/3600 + r + [s+(90+a)*T/360]*x/3600
在实际飞行中，我们用每几节风修正一秒的方法进行风的修正，因此我们可设:每y节风修正一秒，可得出关系式：
s = t + x/y
代入以上方程可得：
t*V = (t+x/y)*V + [t+x/y+(90+a)*T/360]*x
当x≠0时，
得出来的y值（纵坐标值），代表每y节风修正一秒。下面我们来看看相应的函数图像：
绿色实线代表不同真空速（150到170节）和不同的计时时间（20到30秒）下的y函数集合，红色虚线代表 纵轴=2.5，蓝色虚线代表纵轴=4。
我们不难发现在落地跑道尾风15节到顶风40节之间（在三边时风向正好相反），y值总在2.5到4之间来回变动，所以我们可以得出结论——每3节风修正一秒。
接下来，我们来看看每3节风修正一秒在盘旋进近模拟器中会有怎样的表现：
https://www.desmos.com/calculator/yjaglvhhog（在线演示地址）
从演示中可以看出，用每3节风修正一秒的方法，可以使得盘旋航径在不同风条件下保持较小的变化，这样我们可以在每次飞同一个盘旋程序或者类似程序时，都可以保持一致的操作手法。
风修正的风险
在我们的空客机型手册里，在目视起落程序中，采用的是每1节风修正一秒的方法，那我们在执行去盘旋进近时是否可以用这种方法修正呢？
我们模拟一下30节风从各个方向来的情况，下面我们来看演示：
https://www.desmos.com/calculator/6qcpxcmxnm（在线演示地址）
从上面的演示中我们可以看到，用每1节风修正一秒的方法，得到了比不修正风更不想遇到的结果。所以不合适的风修正方法可能使结果变得更坏。
在使用计时的同时，我们可以通过ND距离圈、参考地标和地面灯光信号等方式，来帮助提高情景意识。机载地形设备，也可以帮助我们识别障碍物。合理的分工，充分的简令和准备，也能在很大程度上提高飞行安全。
转五边时机论证
转五边时机，受风、真空速、转弯坡度、操作手法等因素的影响。
下面的函数演示，我们考虑进入转弯和人的反应时间总共需要两秒，横轴表示顶风或顺风的大小，纵轴表示距离五边距离（海里）对应坡度下开始转弯，然后正好对正五边。
紫色实线纵坐标表示用20度坡度正好对正五边所用距离，绿色代表相应的25度坡度。
为了方便我们实际飞行中使用，我们需要的是一个简单的一次函数，最好是可以直接根据地速算出这个距离。
通过多次尝试，我们发现D = (地速/100) - 0.6，值域D最小限制为0.6。
如图中蓝色虚线所示，正好在紫色函数和绿色函数之间，这就意味着，用这个公式得出的距离，我们可以先用25度坡度进入转弯，然后对正五边之前适当减小坡度去对正。
假设我们在四边时，地速180kt，根据公式D = 180÷100 - 0.6 = 1.2nm，那我们应该在距离五边1.2海里的地方开始以25度坡度转弯切五边。
假设我们在四边时，地速110kt，根据公式D = 110÷100 - 0.6 = 0.5nm，前面我们讲到，这个距离最小为0.6，所以我们应该在距离五边0.6海里的地方开始以25度坡度转弯切五边。
总结（C类飞机）
飞机的类别和盘旋进近时执行的类别不等同，盘旋进近时应以目视盘旋中飞机使用的最大速度对应的速度类别来确定着陆最低标准。
机型手册中的盘旋进近操作程序，在PANS-OPS标准下，一般不会有飞出保护区的风险，因为它提供的保护区足够大(4.2NM)。
在TERPS标准下，因为它提供的保护区较小，所以第二次切跑道头后的计时时间建议不要超过20秒，并且很有必要考虑风的影响。
根据前面的论证和模拟，用每3节风修正一秒的方法，可以使得盘旋航径在不同风条件下保持较小的变化。不合适的风修正方法在大风条件下可能会比不修风得到更坏的结果。
切入五边时，在导航精度高时可参考ND上飞机到五边的距离，公式为 距离 = 地速/100 -0.6(最小距离限制在0.6海里)，这时我们可以用25度坡度去切入五边，然后再微调。
在编写此课题期间，笔者得到了很多同事的帮助和指点，感谢之外更请收下我对各位的崇拜。写的不足或者有疑问的地方，欢迎各位同行留言指出和探讨。
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