Lập kế hoạch bay là quá trình sản xuất một kế hoạch bay để mô tả một chuyến bay máy bay được đề xuất. Nó liên quan đến hai khía cạnh quan trọng về an toàn: tính toán nhiên liệu, để đảm bảo máy bay có thể đến đích an toàn và tuân thủ các yêu cầu kiểm soát không lưu, để giảm thiểu rủi ro va chạm giữa không trung. Ngoài ra, các nhà hoạch định chuyến bay thường muốn giảm thiểu chi phí chuyến bay thông qua lựa chọn đường bay, chiều cao và tốc độ phù hợp và bằng cách nạp nhiên liệu tối thiểu cần thiết lên máy bay. Dịch vụ không lưu (ATS) sử dụng kế hoạch bay đã hoàn thành để tách máy bay trong các dịch vụ quản lý không lưu, bao gồm theo dõi và tìm kiếm máy bay bị mất, trong các nhiệm vụ tìm kiếm và cứu hộ (SAR).

Lập kế hoạch bay đòi hỏi dự báo thời tiết chính xác để tính toán mức tiêu thụ nhiên liệu có thể tính đến các hiệu ứng tiêu thụ nhiên liệu của gió đầu hoặc đuôi và nhiệt độ không khí. Các quy định an toàn yêu cầu máy bay mang nhiên liệu vượt quá mức tối thiểu cần thiết để bay từ điểm xuất phát đến điểm đến, cho phép trong trường hợp không lường trước hoặc chuyển hướng đến sân bay khác nếu điểm đến theo kế hoạch không khả dụng. Hơn nữa, dưới sự giám sát của kiểm soát không lưu, máy bay bay trong không phận có kiểm soát phải tuân theo các tuyến đường được xác định trước là đường hàng không (ít nhất là nơi chúng đã được xác định), ngay cả khi các tuyến đường đó không kinh tế như một chuyến bay trực tiếp hơn. Trong các đường hàng không này, máy bay phải duy trì các cấp độ bay, độ cao quy định thường được phân tách theo chiều dọc 1000 hoặc 2000 feet (305 hoặc 610 m), tùy thuộc vào tuyến bay và hướng di chuyển. Khi máy bay chỉ có hai động cơ bay khoảng cách xa trên các đại dương, sa mạc hoặc các khu vực khác không có sân bay, chúng phải đáp ứng các quy tắc an toàn ETOPS bổ sung để đảm bảo chúng có thể đến sân bay khẩn cấp nếu một động cơ bị hỏng.

Sản xuất một kế hoạch bay được tối ưu hóa chính xác đòi hỏi hàng triệu phép tính, vì vậy các hệ thống lập kế hoạch bay thương mại sử dụng rộng rãi các máy tính (một kế hoạch bay gần như không được tối ưu hóa có thể được tạo ra bằng E6B và bản đồ trong một giờ hoặc lâu hơn, nhưng phải có nhiều phụ cấp hơn thực hiện cho các trường hợp không lường trước). Khi kế hoạch bay máy tính thay thế kế hoạch bay thủ công cho các chuyến bay về phía đông qua Bắc Đại Tây Dương, mức tiêu thụ nhiên liệu trung bình đã giảm khoảng 1.000 pound mỗi chuyến bay và thời gian bay trung bình giảm khoảng 5 phút mỗi chuyến bay. ^[1] Một số hãng hàng không thương mại đã hệ thống lập kế hoạch bay nội bộ của riêng họ, trong khi những người khác sử dụng dịch vụ của các nhà hoạch định bên ngoài.

Theo luật pháp, một nhân viên điều hành chuyến bay hoặc nhân viên điều hành chuyến bay được cấp phép phải thực hiện các nhiệm vụ lên kế hoạch bay và theo dõi chuyến bay trong nhiều môi trường vận hành thương mại (ví dụ, US FAR §121, ^[2] quy định của Canada). Các quy định này khác nhau tùy theo quốc gia nhưng ngày càng nhiều quốc gia yêu cầu các nhà khai thác hàng không của họ sử dụng nhân sự đó.

Tổng quan và thuật ngữ cơ bản [ chỉnh sửa ]

Một hệ thống lập kế hoạch bay có thể cần sản xuất nhiều hơn một kế hoạch bay cho một chuyến bay:

• kế hoạch tóm tắt về kiểm soát không lưu (ở định dạng FAA và / hoặc ICAO)
• kế hoạch tóm tắt để tải trực tiếp vào hệ thống quản lý chuyến bay trên máy bay
• kế hoạch chi tiết cho các phi công sử dụng

Mục đích cơ bản của chuyến bay hệ thống lập kế hoạch là để tính toán lượng nhiên liệu chuyến đi cần thiết trong quá trình điều hướng trên không bằng máy bay khi bay từ sân bay xuất phát đến sân bay đích. Máy bay cũng phải mang theo một số nhiên liệu dự trữ để cho phép trong những trường hợp không lường trước được, chẳng hạn như dự báo thời tiết không chính xác hoặc kiểm soát không lưu yêu cầu máy bay bay ở độ cao thấp hơn tối ưu do tắc nghẽn hoặc thêm hành khách vào phút cuối trọng lượng không được tính khi kế hoạch bay đã được chuẩn bị. Cách thức xác định nhiên liệu dự trữ rất khác nhau, tùy thuộc vào hãng hàng không và địa phương. Các phương pháp phổ biến nhất là:

• Các hoạt động nội địa của Hoa Kỳ được thực hiện theo Quy tắc bay cụ thể: đủ nhiên liệu để bay đến điểm đầu tiên hạ cánh, sau đó bay đến một sân bay thay thế (nếu điều kiện thời tiết yêu cầu một sân bay thay thế), sau đó trong 45 phút với tốc độ bay bình thường [19659011] phần trăm thời gian: thường là 10% (nghĩa là chuyến bay 10 giờ cần dự trữ đủ để bay thêm một giờ nữa)
• phần trăm nhiên liệu: thường là 5% (tức là chuyến bay cần 20.000 kg nhiên liệu cần dự trữ 1.000 kg)

Ngoại trừ một số chuyến bay nội địa của Hoa Kỳ, một kế hoạch bay thường có một sân bay thay thế cũng như một sân bay đích. Sân bay thay thế được sử dụng trong trường hợp sân bay đích trở nên không sử dụng được trong khi chuyến bay đang diễn ra (do điều kiện thời tiết, đình công, tai nạn, hoạt động khủng bố, v.v.). Điều này có nghĩa là khi máy bay đến gần sân bay đích, nó vẫn phải có đủ nhiên liệu thay thế và dự trữ thay thế có sẵn để bay đến sân bay thay thế. Vì máy bay không được mong đợi ở sân bay thay thế, nó cũng phải có đủ nhiên liệu để giữ vòng tròn trong một thời gian (thường là 30 phút) gần sân bay thay thế trong khi tìm thấy một khe hạ cánh. các chuyến bay nội địa Hoa Kỳ không cần phải có đủ nhiên liệu để tiến tới một sân bay thay thế khi thời tiết tại địa điểm được dự báo sẽ tốt hơn so với 2.000 feet (610 m) trần và 3 dặm quy chế tầm nhìn; tuy nhiên, dự trữ 45 phút ở tốc độ hành trình bình thường vẫn được áp dụng.

Nó thường được coi là một ý tưởng tốt để có xen kẽ một số khoảng cách xa đích (ví dụ, 100 dặm) do đó thời tiết xấu dường như không đóng cả đích và thay thế; khoảng cách lên đến 600 dặm (970 km) không rõ. Trong một số trường hợp, sân bay đích có thể rất xa (ví dụ, một hòn đảo ở Thái Bình Dương) không có sân bay thay thế khả thi; trong tình huống như vậy, một hãng hàng không có thể bao gồm đủ nhiên liệu để khoanh tròn trong 2 giờ gần điểm đến, với hy vọng rằng sân bay sẽ trở lại khả dụng trong thời gian đó.

Thường có nhiều hơn một tuyến đường có thể có giữa hai sân bay. Theo các yêu cầu an toàn, các hãng hàng không thương mại thường muốn giảm thiểu chi phí bằng cách lựa chọn lộ trình, tốc độ và chiều cao phù hợp.

Nhiều tên khác nhau được đặt cho các trọng số liên quan đến một chiếc máy bay và / hoặc tổng trọng lượng của máy bay ở các giai đoạn khác nhau.

• Tải trọng là tổng trọng lượng của hành khách, hành lý của họ và bất kỳ hàng hóa nào. Một hãng hàng không thương mại kiếm tiền bằng cách tính phí để mang tải trọng.
• Trọng lượng vận hành trống là trọng lượng cơ bản của máy bay khi sẵn sàng hoạt động, bao gồm cả phi hành đoàn nhưng không bao gồm bất kỳ trọng tải hoặc nhiên liệu có thể sử dụng nào.
• Trọng lượng nhiên liệu bằng không là tổng trọng lượng vận hành rỗng và trọng tải, đó là trọng lượng nặng của một chiếc máy bay, không bao gồm bất kỳ nhiên liệu có thể sử dụng nào.
• Trọng lượng của máy bay là trọng lượng của một chiếc máy bay tại tòa nhà ga khi sẵn sàng khởi hành. Điều này bao gồm trọng lượng nhiên liệu bằng không và tất cả nhiên liệu cần thiết.
• Trọng lượng nhả phanh là trọng lượng của một chiếc máy bay khi bắt đầu đường băng, ngay trước khi nhả phanh để cất cánh. Đây là trọng lượng đường dốc trừ đi bất kỳ nhiên liệu được sử dụng để đi taxi. sân bay lớn có thể có đường băng được khoảng 2 dặm (3 km) dài, do đó chỉ bay chờ từ nhà ga đến cuối đường băng có thể tiêu thụ lên đến một tấn nhiên liệu. Sau khi taxi, phi công xếp máy bay với đường băng và phanh lại. Khi nhận được giải phóng mặt bằng, phi công điều khiển động cơ và nhả phanh để bắt đầu tăng tốc dọc theo đường băng để chuẩn bị cất cánh.
• Trọng lượng cất cánh là trọng lượng của một chiếc máy bay khi nó cất cánh một đường băng. Rất ít hệ thống lập kế hoạch bay tính toán trọng lượng cất cánh thực tế; thay vào đó, nhiên liệu được sử dụng để cất cánh được tính là một phần của nhiên liệu được sử dụng để leo lên độ cao hành trình bình thường.
• Trọng lượng hạ cánh là trọng lượng của một chiếc máy bay khi nó hạ cánh xuống đích. Đây là trọng lượng nhả phanh trừ đi nhiên liệu chuyến đi bị đốt cháy. Nó bao gồm trọng lượng nhiên liệu bằng không, nhiên liệu không thể sử dụng và tất cả nhiên liệu thay thế, giữ và dự trữ.

Khi máy bay hai động cơ bay qua đại dương, sa mạc và tương tự, tuyến đường phải được lên kế hoạch cẩn thận để máy bay có thể luôn luôn đến một sân bay, ngay cả khi một động cơ bị hỏng. Các quy tắc áp dụng được gọi là ETOPS (Phạm vi phạm vi mở rộng). Độ tin cậy chung của loại máy bay cụ thể và động cơ của nó và chất lượng bảo trì của hãng hàng không được tính đến khi chỉ định thời gian một chiếc máy bay như vậy có thể bay chỉ với một động cơ hoạt động (thường là 1 giờ 3 giờ).

Các hệ thống lập kế hoạch bay phải có khả năng đối phó với máy bay bay dưới mực nước biển, điều này thường sẽ dẫn đến độ cao âm. Ví dụ, sân bay Amsterdam Schiphol có độ cao −3 mét. Bề mặt của Biển Chết là 417 mét dưới mực nước biển, vì vậy các chuyến bay cấp thấp ở vùng lân cận này có thể nằm dưới mực nước biển. ^[3]

Đơn vị đo lường [ chỉnh sửa ]

Chuyến bay kế hoạch kết hợp các đơn vị đo lường số liệu và phi số liệu. Các đơn vị cụ thể được sử dụng có thể khác nhau tùy theo máy bay, hãng hàng không và địa điểm trên một chuyến bay.

Khoảng cách luôn được đo bằng hải lý ^{[ cần trích dẫn ]} như được tính ở độ cao 32.000 feet (9.800 m), bù cho thực tế là trái đất là một nghĩa vụ hình cầu chứ không phải là một hình cầu hoàn hảo. Biểu đồ hàng không luôn hiển thị khoảng cách được làm tròn đến hải lý gần nhất và đây là những khoảng cách được thể hiện trên kế hoạch bay. Các hệ thống lập kế hoạch bay có thể cần sử dụng các giá trị không có căn cứ trong các tính toán bên trong của chúng để cải thiện độ chính xác.

Đo nhiên liệu sẽ thay đổi trên các đồng hồ đo được trang bị cho một máy bay cụ thể. Đơn vị đo lường phổ biến nhất ^{[ cần thiết ]} đơn vị đo nhiên liệu là kilôgam; các biện pháp khác có thể bao gồm bảng Anh, gallon Anh, gallon Mỹ và lít. Khi nhiên liệu được đo bằng trọng lượng, trọng lượng riêng của nhiên liệu được sử dụng sẽ được tính đến khi kiểm tra dung tích bể.

Đã có ít nhất một lần máy bay hết nhiên liệu do lỗi chuyển đổi giữa kilôgam và pound. Trong trường hợp cụ thể này, phi hành đoàn đã cố gắng lướt đến một đường băng gần đó và hạ cánh an toàn (đường băng là một trong hai tại một sân bay cũ sau đó được sử dụng làm đường kéo).

Nhiều hãng hàng không yêu cầu lượng nhiên liệu được làm tròn thành nhiều 10 hoặc 100 đơn vị. Điều này có thể gây ra một số vấn đề làm tròn thú vị, đặc biệt là khi tổng số phụ có liên quan. Các vấn đề an toàn cũng phải được xem xét khi quyết định làm tròn lên hay xuống. ^{[ cần trích dẫn ]}

Độ cao của máy bay dựa trên việc sử dụng máy đo áp suất (xem cấp độ bay để biết thêm chi tiết). Do đó, độ cao được trích dẫn ở đây là độ cao danh nghĩa trong điều kiện tiêu chuẩn về nhiệt độ và áp suất thay vì độ cao thực tế. Tất cả các máy bay hoạt động trên các cấp độ bay đều hiệu chỉnh độ cao theo cùng một cài đặt tiêu chuẩn bất kể áp suất mực nước biển thực tế, do đó ít có nguy cơ xảy ra va chạm.

Trong hầu hết ^{[ trong đó? ]} chiều cao được báo cáo là bội số của 100 feet (30 m), tức là A025 có nghĩa là 2.500 feet (760 m). Khi bay ở độ cao cao hơn máy bay sẽ thông qua các cấp độ bay (FL). Các cấp độ bay là độ cao được hiệu chỉnh và hiệu chỉnh theo Khí quyển Tiêu chuẩn Quốc tế (ISA). Chúng được biểu thị dưới dạng nhóm ba hình, ví dụ: FL320 là 32.000 ft (9.800 m) ISA.

Trong hầu hết các khu vực, khoảng cách dọc giữa các máy bay là 1.000 hoặc 2.000 feet (610 m).

Ở Nga, Trung Quốc và một số khu vực lân cận, độ cao được đo bằng mét. Khoảng cách dọc giữa các máy bay là 300 mét hoặc 600 mét (khoảng 1,6% dưới 1.000 hoặc 2.000 feet).

Cho đến năm 1999, khoảng cách thẳng đứng giữa các máy bay bay ở độ cao lớn trên cùng một đường hàng không là 2.000 feet (610 m). Kể từ đó, đã có một giai đoạn giới thiệu trên toàn thế giới về giảm tối thiểu phân tách dọc (RVSM). Điều này cắt khoảng cách dọc xuống 1.000 feet (300 m) giữa các cấp độ bay 290 và 410 (giới hạn chính xác thay đổi một chút từ nơi này sang nơi khác). Vì hầu hết các máy bay phản lực hoạt động giữa các độ cao này, biện pháp này có hiệu quả gấp đôi công suất đường hàng không có sẵn. Để sử dụng RVSM, máy bay phải có máy đo độ cao được chứng nhận và máy bay tự động phải đáp ứng các tiêu chuẩn chính xác hơn. ^{[ cần trích dẫn ]}

Máy bay bay ở độ cao thấp hơn thường sử dụng nút thắt , trong khi các máy bay cao hơn (trên Mach Crossover Altitude) thường sử dụng số Mach làm đơn vị tốc độ chính, mặc dù các kế hoạch bay thường bao gồm tốc độ tương đương tính theo nút thắt (chuyển đổi bao gồm cả phụ cấp cho nhiệt độ và chiều cao). Trong kế hoạch bay, số Mach của "Điểm 82" có nghĩa là máy bay đang di chuyển với tốc độ 0,820 (82%) tốc độ âm thanh.

Việc sử dụng rộng rãi các hệ thống định vị toàn cầu (GPS) cho phép các hệ thống định vị buồng lái cung cấp tốc độ không khí và tốc độ mặt đất trực tiếp ít nhiều.

Một phương pháp khác để đạt được tốc độ và vị trí là hệ thống dẫn đường quán tính (INS), theo dõi gia tốc của xe bằng cách sử dụng con quay hồi chuyển và gia tốc tuyến tính; thông tin này sau đó có thể được tích hợp kịp thời để có được tốc độ và vị trí, miễn là INS được hiệu chỉnh đúng trước khi khởi hành. INS đã có mặt trong ngành hàng không dân dụng trong một vài thập kỷ và chủ yếu được sử dụng trong các máy bay cỡ trung bình đến lớn vì hệ thống này khá phức tạp. ^{[ cần trích dẫn ]}

Nếu không có GPS hoặc INS được sử dụng, các bước sau đây được yêu cầu để có được thông tin tốc độ:

Một chỉ báo tốc độ không khí được sử dụng để đo tốc độ không khí được chỉ định (IAS) trong các nút thắt.

IAS được chuyển đổi thành tốc độ không khí hiệu chuẩn (CAS) bằng cách sử dụng bảng hiệu chỉnh cụ thể của máy bay. bằng cách cho phép các hiệu ứng nén.

EAS được chuyển đổi thành tốc độ không khí thực sự (TAS) bằng cách cho phép độ cao mật độ (tức là chiều cao và nhiệt độ).

TAS được chuyển đổi thành tốc độ mặt đất bằng cách cho phép bất kỳ gió đầu hoặc đuôi nào.

Trọng lượng của máy bay thường được đo bằng kilogam, nhưng đôi khi có thể được đo bằng pound, đặc biệt là nếu đồng hồ đo nhiên liệu được hiệu chuẩn bằng pound hoặc gallon. Nhiều hãng hàng không yêu cầu trọng lượng được làm tròn thành bội số của 10 hoặc 100 đơn vị. Cần hết sức cẩn thận khi làm tròn để đảm bảo không vượt quá các ràng buộc vật lý.

Khi trò chuyện không chính thức về kế hoạch bay, trọng lượng gần đúng của nhiên liệu và / hoặc máy bay có thể được đề cập đến hàng tấn. "Tấn" này thường là một tấn mét hoặc tấn dài của Anh, chênh lệch ít hơn 2% hoặc tấn ngắn, ít hơn khoảng 10%.

Mô tả tuyến đường [ chỉnh sửa ]

Tuyến đường là mô tả về con đường theo sau bởi một chiếc máy bay khi bay giữa các sân bay. Hầu hết các chuyến bay thương mại sẽ đi từ sân bay này đến sân bay khác, nhưng máy bay riêng, tham quan thương mại và máy bay quân sự có thể thực hiện chuyến đi vòng tròn hoặc ra ngoài và hạ cánh tại cùng một sân bay mà họ đã cất cánh.

Linh kiện [ chỉnh sửa ]

Máy bay bay trên đường hàng không dưới sự điều khiển của không lưu. Một đường hàng không không có sự tồn tại vật lý, nhưng có thể được coi là một đường cao tốc trên bầu trời. Trên đường cao tốc thông thường, ô tô sử dụng các làn đường khác nhau để tránh va chạm, trong khi trên đường hàng không, máy bay bay ở các cấp độ bay khác nhau để tránh va chạm. Người ta thường có thể nhìn thấy những chiếc máy bay đi trực tiếp bên trên hoặc bên dưới của chính mình. Biểu đồ hiển thị đường thở được xuất bản và thường được cập nhật 4 tuần một lần, trùng với chu kỳ AIRAC. AIRAC (Điều tiết và kiểm soát thông tin hàng không) xảy ra vào thứ năm thứ tư, khi mọi quốc gia công bố những thay đổi của nó, thường là cho đường hàng không.

Mỗi đường thở bắt đầu và kết thúc tại một điểm dừng và cũng có thể chứa một số điểm trung gian. Điểm tham chiếu sử dụng năm chữ cái (ví dụ: PILOX) và những chữ cái nhân đôi là đèn hiệu không định hướng sử dụng ba hoặc hai (TNN, WK). Các hãng hàng không có thể băng qua hoặc tham gia tại một điểm dừng, vì vậy một chiếc máy bay có thể thay đổi từ đường hàng không này sang đường bay khác tại những điểm đó. Một tuyến đường hoàn chỉnh giữa các sân bay thường sử dụng một số đường hàng không. Trong trường hợp không có đường hàng không phù hợp giữa hai điểm tham chiếu và sử dụng đường hàng không sẽ dẫn đến tuyến đường vòng, điều khiển không lưu có thể cho phép định tuyến điểm trực tiếp, không sử dụng đường hàng không (thường được viết tắt trong kế hoạch bay là "DCT ").

Hầu hết các điểm tham chiếu được phân loại là điểm báo cáo bắt buộc; nghĩa là, phi công (hoặc hệ thống quản lý chuyến bay trên máy bay) báo cáo vị trí của máy bay với kiểm soát không lưu khi máy bay đi qua một điểm dừng. Có hai loại điểm chính:

• Một có tên là waypoint xuất hiện trên các biểu đồ hàng không với một vĩ độ và kinh độ đã biết. Các điểm mốc như vậy trên đất liền thường có đèn hiệu vô tuyến liên quan để phi công có thể dễ dàng kiểm tra vị trí của họ hơn. Các điểm tham chiếu có tên hữu ích luôn nằm trên một hoặc nhiều đường hàng không.

• Điểm [địalý là vị trí tạm thời được sử dụng trong kế hoạch bay, thường là trong một khu vực không có điểm tham chiếu được đặt tên (ví dụ, hầu hết các đại dương ở Nam bán cầu). Kiểm soát không lưu yêu cầu các điểm tham chiếu địa lý có vĩ độ và kinh độ là toàn bộ số độ.

Lưu ý rằng đường hàng không không kết nối trực tiếp với sân bay.

• Sau khi cất cánh, một chiếc máy bay tuân theo quy trình khởi hành (khởi hành dụng cụ tiêu chuẩn, hoặc SID), xác định đường đi từ đường băng sân bay đến điểm dừng trên đường hàng không, để máy bay có thể tham gia đường hàng không hệ thống một cách có kiểm soát. Hầu hết phần leo lên của một chuyến bay sẽ diễn ra trên SID.
• Trước khi hạ cánh, một chiếc máy bay tuân theo quy trình đến (tuyến đến nhà ga tiêu chuẩn, hoặc STAR), xác định đường đi từ điểm dừng trên đường hàng không đến đường băng sân bay, để máy bay có thể rời khỏi hệ thống đường hàng không một cách có kiểm soát. Phần lớn phần hạ cánh của một chuyến bay sẽ diễn ra trên SAO.

Các tuyến hàng không giữa Los Angeles và Tokyo theo một tuyến đường vòng lớn trực tiếp (trên cùng), nhưng sử dụng luồng phản lực (phía dưới) khi đi về hướng đông

Các tuyến đường đặc biệt được gọi là đường ray đại dương được sử dụng trên một số đại dương, chủ yếu ở Bắc bán cầu, để tăng năng lực giao thông trên các tuyến đường bận rộn. Không giống như đường hàng không thông thường, thay đổi không thường xuyên, đường ray đại dương thay đổi hai lần một ngày, để tận dụng những cơn gió thuận lợi. Các chuyến bay đi với luồng phản lực có thể ngắn hơn một giờ so với những chuyến đi ngược lại. bài hát đại dương có thể bắt đầu và kết thúc khoảng 100 dặm ngoài khơi tại waypoints tên, mà một số đường hô hấp kết nối. Các tuyến đường trên các đại dương phía bắc phù hợp cho các chuyến bay phía đông phía tây hoặc phía tây, nơi tạo thành phần lớn lưu lượng trong các khu vực này.

Hoàn thành các tuyến đường [ chỉnh sửa ]

Có một số cách xây dựng tuyến đường. Tất cả các kịch bản sử dụng đường hàng không đều sử dụng SID và STAR cho chuyến đi và đến. Bất kỳ đề cập nào về đường hàng không có thể bao gồm một số lượng rất nhỏ các phân đoạn "trực tiếp" để cho phép các tình huống khi không có nút giao thông đường khí thuận tiện. Trong một số trường hợp, các cân nhắc chính trị có thể ảnh hưởng đến việc lựa chọn tuyến đường (ví dụ: máy bay từ một quốc gia không thể vượt qua một số quốc gia khác).

• Đường hàng không từ điểm xuất phát đến điểm đến. Hầu hết các chuyến bay trên đất liền đều thuộc loại này.
• Đường hàng không từ điểm xuất phát đến rìa đại dương, rồi đường ray đại dương, rồi đường hàng không từ mép đại dương đến đích. Hầu hết các chuyến bay qua các đại dương phía bắc đều thuộc loại này.
• Đường hàng không từ điểm xuất phát đến rìa đại dương, sau đó là khu vực bay tự do qua một đại dương, rồi đường hàng không từ mép đại dương đến đích. Hầu hết các chuyến bay qua các đại dương phía Nam đều thuộc loại này.
• Khu vực bay miễn phí từ điểm xuất phát đến điểm đến. Đây là một tình huống tương đối hiếm gặp đối với các chuyến bay thương mại.

Ngay cả trong khu vực bay tự do, kiểm soát không lưu vẫn yêu cầu báo cáo vị trí khoảng một giờ một lần. Các hệ thống lập kế hoạch bay tổ chức việc này bằng cách chèn các điểm tham chiếu địa lý vào các khoảng thời gian phù hợp. Đối với máy bay phản lực, các khoảng này là 10 độ kinh độ cho các chuyến bay về hướng đông hoặc hướng tây và 5 độ vĩ độ cho các chuyến bay về phía bắc hoặc phía nam. Trong các khu vực bay tự do, máy bay thương mại thường tuân theo theo dõi thời gian ít nhất để sử dụng càng ít thời gian và nhiên liệu càng tốt. Một tuyến đường vòng tròn lớn sẽ có khoảng cách mặt đất ngắn nhất, nhưng không chắc là có khoảng cách không khí ngắn nhất, do ảnh hưởng của gió đầu hoặc đuôi. Một hệ thống lập kế hoạch bay có thể phải thực hiện phân tích quan trọng để xác định đường bay miễn phí tốt.

Tính toán nhiên liệu [ chỉnh sửa ]

Tính toán các yêu cầu nhiên liệu (đặc biệt là nhiên liệu chuyến đi và nhiên liệu dự trữ) là khía cạnh quan trọng nhất trong kế hoạch bay. Tính toán này hơi phức tạp:

• Tốc độ đốt cháy nhiên liệu phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường, tốc độ máy bay và độ cao máy bay, không ai có thể dự đoán được.
• Tốc độ đốt cháy nhiên liệu cũng phụ thuộc vào trọng lượng máy bay, thay đổi khi nhiên liệu bị đốt cháy.
• Lặp lại thường được yêu cầu do nhu cầu tính toán các giá trị phụ thuộc lẫn nhau. Ví dụ, nhiên liệu dự trữ thường được tính bằng tỷ lệ phần trăm của nhiên liệu chuyến đi, nhưng nhiên liệu chuyến đi không thể được tính cho đến khi biết tổng trọng lượng của máy bay, và điều này bao gồm trọng lượng của nhiên liệu dự trữ.

Cân nhắc [ chỉnh sửa ]

Tính toán nhiên liệu phải tính đến nhiều yếu tố.

Nhiệt độ không khí ảnh hưởng đến hiệu quả / mức tiêu thụ nhiên liệu của động cơ máy bay. Gió có thể cung cấp một thành phần gió đầu hoặc đuôi, do đó sẽ làm tăng hoặc giảm mức tiêu thụ nhiên liệu bằng cách tăng hoặc giảm khoảng cách không khí được bay.

Theo thỏa thuận với Tổ chức Hàng không Dân dụng Quốc tế, có hai trung tâm thời tiết quốc gia – tại Hoa Kỳ, Cơ quan Khí quyển và Đại dương Quốc gia và tại Vương quốc Anh, Văn phòng Met – nơi cung cấp dự báo thời tiết trên toàn thế giới cho hàng không dân dụng theo định dạng gọi là thời tiết GRIB. Các dự báo này thường được ban hành cứ sau 6 giờ và bao gồm 36 giờ tiếp theo. Mỗi dự báo kéo dài 6 giờ bao trùm toàn thế giới bằng cách sử dụng các điểm lưới nằm trong khoảng cách 75 hải lý (139 km) hoặc ít hơn. Tại mỗi điểm lưới, tốc độ gió, hướng gió, nhiệt độ không khí được cung cấp ở chín độ cao khác nhau trong khoảng 4.500 đến 55.000 feet (1.400 đến 16.800 m).

Máy bay hiếm khi bay chính xác qua các điểm lưới thời tiết hoặc ở độ cao chính xác mà tại đó dự đoán thời tiết có sẵn, do đó thường cần một số hình thức nội suy ngang và dọc. Đối với các khoảng cách 75 hải lý (139 km), phép nội suy tuyến tính là thỏa đáng. Định dạng GRIB thay thế định dạng ADF trước đó vào năm 1998. Định dạng ADF sử dụng khoảng cách 300 hải lý (560 km); khoảng thời gian này đủ lớn để bỏ lỡ một số cơn bão hoàn toàn, do đó, các tính toán sử dụng thời tiết dự đoán ADF thường không chính xác như những cơn bão có thể được tạo ra bằng thời tiết dự đoán GRIB.

Tuyến đường cụ thể được bay sẽ xác định khoảng cách mặt đất để che chắn , trong khi gió trên tuyến đường đó xác định khoảng cách không khí sẽ bay. Mỗi phần giữa các điểm của đường hàng không có thể có các quy tắc khác nhau về mức độ chuyến bay có thể được sử dụng. Tổng trọng lượng máy bay tại bất kỳ điểm nào xác định mức bay cao nhất có thể được sử dụng. Bay ở cấp độ bay cao hơn thường đòi hỏi ít nhiên liệu hơn ở cấp độ bay thấp hơn, nhưng có thể cần thêm nhiên liệu để leo lên cấp độ bay cao hơn (đó là nhiên liệu leo ​​thêm và tốc độ tiêu thụ nhiên liệu khác nhau gây ra sự gián đoạn).

Hầu như tất cả các trọng số được đề cập ở trên trong "Tổng quan và thuật ngữ cơ bản" có thể phải tuân theo các giá trị tối thiểu và / hoặc tối đa. Do căng thẳng trên các bánh xe và gầm xe khi hạ cánh, trọng lượng hạ cánh an toàn tối đa có thể thấp hơn đáng kể so với trọng lượng nhả phanh an toàn tối đa. Trong những trường hợp như vậy, một chiếc máy bay gặp phải một số trường hợp khẩn cấp và phải hạ cánh ngay lập tức sau khi cất cánh có thể phải quay vòng một lúc để sử dụng nhiên liệu, nếu không sẽ vứt bỏ một số nhiên liệu, nếu không sẽ hạ cánh ngay lập tức và có nguy cơ bị sập bánh xe.

Hơn nữa, các thùng nhiên liệu có công suất tối đa. Trong một số trường hợp, các hệ thống lập kế hoạch bay thương mại thấy rằng một kế hoạch bay không thể đã được yêu cầu. Máy bay không thể đến đích dự định, ngay cả khi không có hàng hóa hoặc hành khách, vì các thùng nhiên liệu không đủ lớn để chứa lượng nhiên liệu cần thiết; Đôi khi có vẻ như một số hãng hàng không quá lạc quan, có lẽ hy vọng sẽ có một cơn gió mạnh (rất).

Tốc độ tiêu thụ nhiên liệu cho động cơ máy bay phụ thuộc vào nhiệt độ không khí, chiều cao được đo bằng áp suất không khí, trọng lượng máy bay, tốc độ máy bay liên quan đến không khí và bất kỳ mức tiêu thụ tăng so với động cơ hoàn toàn mới do tuổi động cơ và / hoặc bảo dưỡng kém (một hãng hàng không có thể ước tính sự xuống cấp này bằng cách so sánh thực tế với đốt cháy nhiên liệu dự đoán). Lưu ý rằng một chiếc máy bay lớn, chẳng hạn như máy bay phản lực khổng lồ, có thể đốt cháy tới 80 tấn nhiên liệu trong chuyến bay kéo dài 10 giờ, do đó, có sự thay đổi trọng lượng đáng kể trong suốt chuyến bay.

Tính toán [ chỉnh sửa ]

Trọng lượng của nhiên liệu tạo thành một phần đáng kể trong tổng trọng lượng của máy bay, do đó, bất kỳ tính toán nhiên liệu nào cũng phải tính đến trọng lượng của bất kỳ nhiên liệu nào chưa được đốt cháy. Thay vì cố gắng dự đoán tải nhiên liệu chưa bị đốt cháy, một hệ thống lập kế hoạch chuyến bay có thể xử lý tình huống này bằng cách làm việc ngược dọc theo tuyến đường, bắt đầu từ thay thế, quay trở lại điểm đến và sau đó quay trở lại điểm dừng bằng điểm gốc.

Một phác thảo chi tiết hơn về tính toán sau. Một số (có thể nhiều) lặp lại thường được yêu cầu, hoặc để tính các giá trị phụ thuộc lẫn nhau như nhiên liệu dự trữ và nhiên liệu chuyến đi, hoặc để đối phó với các tình huống mà một số ràng buộc vật lý đã bị vượt quá. Trong trường hợp sau, thường là cần thiết để giảm tải (ít hàng hóa hơn hoặc ít hành khách hơn). Một số hệ thống lập kế hoạch bay sử dụng các hệ thống phức tạp của các phương trình gần đúng để ước tính đồng thời tất cả các thay đổi cần thiết; điều này có thể làm giảm đáng kể số lần lặp lại cần thiết.

Nếu một chiếc máy bay hạ cánh thay thế, trong trường hợp xấu nhất, nó có thể được coi là không còn nhiên liệu (trong thực tế sẽ có đủ nhiên liệu dự trữ còn lại để ít nhất là taxi ra khỏi đường băng). Do đó, một hệ thống lập kế hoạch bay có thể tính toán nhiên liệu giữ thay thế trên cơ sở trọng lượng máy bay cuối cùng là trọng lượng nhiên liệu bằng không. Vì máy bay đang quay vòng trong khi giữ, nên không cần tính đến việc tính toán này hay bất kỳ tính toán giữ nào khác.

Đối với chuyến bay từ điểm đến đến thay thế, một hệ thống lập kế hoạch chuyến bay có thể tính toán nhiên liệu chuyến đi thay thế và nhiên liệu dự trữ thay thế trên cơ sở mà trọng lượng máy bay khi đạt tới thay thế là trọng lượng nhiên liệu bằng 0 cộng với việc giữ thay thế. dự trữ thay thế.

Đối với chuyến bay từ điểm xuất phát đến điểm đến, trọng lượng khi đến đích có thể được lấy là trọng lượng nhiên liệu bằng 0 cộng với giữ thay thế cộng với nhiên liệu thay thế cộng với dự trữ thay thế cộng với giữ đích. Sau đó, một hệ thống lập kế hoạch bay có thể hoạt động trở lại dọc theo tuyến đường, tính toán nhiên liệu chuyến đi và dự trữ nhiên liệu một điểm tại một thời điểm, với nhiên liệu cần thiết cho mỗi phân đoạn giữa các điểm tạo thành trọng lượng máy bay cho phân đoạn tiếp theo được tính toán. [19659053] Ở mỗi giai đoạn và / hoặc khi kết thúc tính toán, hệ thống lập kế hoạch bay phải tiến hành kiểm tra để đảm bảo rằng các ràng buộc vật lý (ví dụ: dung tích bể tối đa) không bị vượt quá. Các vấn đề có nghĩa là phải giảm trọng lượng máy bay theo một cách nào đó hoặc phải bỏ tính toán.

Một cách tiếp cận khác để tính toán nhiên liệu là tính toán thay thế và giữ nhiên liệu như trên và có được ước tính về tổng nhu cầu nhiên liệu của chuyến đi, dựa trên kinh nghiệm trước đây với tuyến đường và loại máy bay đó, hoặc bằng cách sử dụng một số công thức gần đúng; không phương pháp nào có thể tính đến thời tiết. Tính toán sau đó có thể tiến lên phía trước dọc theo tuyến đường, điểm tham quan theo điểm tham chiếu. Khi đến đích, nhiên liệu chuyến đi thực tế có thể được so sánh với nhiên liệu chuyến đi ước tính, ước tính tốt hơn được thực hiện và tính toán được lặp lại theo yêu cầu.

Giảm chi phí [ chỉnh sửa ]

Các hãng hàng không thương mại thường muốn giữ chi phí chuyến bay càng thấp càng tốt. Có ba yếu tố chính đóng góp vào chi phí:

• lượng nhiên liệu cần thiết (để làm phức tạp vấn đề, nhiên liệu có thể tiêu tốn số tiền khác nhau tại các sân bay khác nhau),
• thời gian bay thực tế ảnh hưởng đến chi phí khấu hao, lịch bảo trì và tương tự,
• phí chiếu sáng được tính theo từng quốc gia máy bay bay qua (đặc biệt là để trang trải chi phí kiểm soát không lưu).

Các hãng hàng không khác nhau có quan điểm khác nhau về những gì tạo nên một chuyến bay có chi phí thấp nhất:

• chi phí thấp nhất chỉ dựa trên thời gian
• chi phí thấp nhất chỉ dựa trên nhiên liệu
• chi phí thấp nhất dựa trên sự cân bằng giữa nhiên liệu và thời gian
• chi phí thấp nhất dựa trên chi phí nhiên liệu và chi phí thời gian và chi phí vượt mức

cải thiện [ chỉnh sửa ]

Đối với bất kỳ tuyến đường cụ thể nào, hệ thống lập kế hoạch chuyến bay có thể giảm chi phí bằng cách tìm tốc độ kinh tế nhất ở mọi độ cao nhất định và bằng cách tìm độ cao tốt nhất để sử dụng vào thời tiết dự đoán. Tối ưu hóa cục bộ như vậy có thể được thực hiện trên cơ sở điểm tham chiếu.

Các hãng hàng không thương mại không muốn máy bay thay đổi độ cao quá thường xuyên (trong số những điều khác, điều này có thể gây khó khăn hơn cho phi hành đoàn phục vụ bữa ăn), vì vậy họ thường chỉ định thời gian tối thiểu giữa các thay đổi mức độ bay liên quan đến tối ưu hóa. Để đối phó với các yêu cầu như vậy, một hệ thống lập kế hoạch bay phải có khả năng tối ưu hóa độ cao không cục bộ bằng cách đồng thời tính đến một số điểm tham chiếu, cùng với chi phí nhiên liệu cho bất kỳ lần leo dốc ngắn nào có thể được yêu cầu.

When there is more than one possible route between the origin and destination airports, the task facing a flight planning system becomes more complicated, since it must now consider many routes in order to find the best available route. Many situations have tens or even hundreds of possible routes, and there are some situations with over 25,000 possible routes (e.g., London to New York with free-flight below the track system). The amount of calculation required to produce an accurate flight plan is so substantial that it is not feasible to examine every possible route in detail. A flight planning system must have some fast way of cutting the number of possibilities down to a manageable number before undertaking a detailed analysis.

Reserve reduction[edit]

From an accountant's viewpoint, the provision of reserve fuel costs money (the fuel needed to carry the hopefully unused reserve fuel). Techniques known variously as reclearredispatchor decision point procedure have been developed, which can greatly reduce the amount of reserve fuel needed while still maintaining all required safety standards. These techniques are based on having some specified intermediate airport to which the flight can divert if necessary;^[2] in practice such diversions are rare. The use of such techniques can save several tons of fuel on long flights, or it can increase the payload carried by a similar amount.^[4]

A reclear flight plan has two destinations. The final destination airport is where the flight is really going to, while the initial destination airport is where the flight will divert to if more fuel is used than expected during the early part of the flight. The waypoint at which the decision is made as to which destination to go to is called the reclear fix or decision point. On reaching this waypoint, the flight crew make a comparison between actual and predicted fuel burn and check how much reserve fuel is available. If there is sufficient reserve fuel, then the flight can continue to the final destination airport; otherwise the aircraft must divert to the initial destination airport.

The initial destination is positioned so that less reserve fuel is needed for a flight from the origin to the initial destination than for a flight from the origin to the final destination. Under normal circumstances, little if any of the reserve fuel is actually used, so when the aircraft reaches the reclear fix it still has (almost) all the original reserve fuel on board, which is enough to cover the flight from the reclear fix to the final destination.

The idea of reclear flights was first published in Boeing Airliner (1977) by Boeing engineers David Arthur and Gary Rose.^[4] The original paper contains a lot of magic numbers relating to the optimum position of the reclear fix and so on. These numbers apply only to the specific type of aircraft considered, for a specific reserve percentage, and take no account of the effect of weather. The fuel savings due to reclear depend on three factors:

• The maximum achievable saving depends on the position of the reclear fix. This position cannot be determined theoretically since there are no exact equations for trip fuel and reserve fuel. Even if it could be determined exactly, there may not be a waypoint at the right place.
• One factor identified by Arthur and Rose that helps achieve the maximum possible saving is to have an initial destination positioned so that descent to the initial destination starts immediately after the reclear fix. This is beneficial because it minimises the reserve fuel needed between reclear fix and initial destination, and hence maximises the amount of reserve fuel available at the reclear fix.
• The other factor which is also helpful is the positioning of the initial alternate airport.

Filing suboptimal plans[edit]

Despite all the effort taken to optimise flight plans, there are certain circumstances in which it is advantageous to file suboptimal plans. In busy airspace with a number of competing aircraft, the optimum routes and preferred altitudes may be oversubscribed. This problem can be worse in busy periods, such as when everyone wants to arrive at an airport as soon as it opens for the day. If all the aircraft file optimal flight plans then to avoid overloading, air traffic control may refuse permission for some of the flight plans or delay the allocated takeoff slots. To avoid this a suboptimal flight plan can be filed, asking for an inefficiently low altitude or a longer, less congested route.^[5]

Once airborne, part of the pilot's job is to fly as efficiently as possible so he/she might then try to convince air traffic control to allow them to fly closer to the optimum route. This might involve requesting a higher flight level than in the plan or asking for a more direct routing. If the controller does not immediately agree, it may be possible to re-request occasionally until they relent. Alternatively, if there has been any bad weather reported in the area, a pilot might request a climb or turn to avoid weather.

Even if the pilot does not manage to revert to the optimal route, the benefits of being allowed to fly may well outweigh the cost of the suboptimal route.

VFR flights[edit]

Although VFR flights often do not require filing a flight plan (Source?), a certain amount of flight planning remains necessary. The captain has to make sure that there will be enough fuel on board for the trip and sufficient reserve fuel for unforeseen circumstances. Weight and centre of gravity must remain within their limits during the whole flight. The captain must prepare an alternate flight plan for when landing at the original destination is not possible.

Additional features[edit]

Over and above the various cost-reduction measures mentioned above, flight planning systems may offer extra features to help attract and retain customers:

While a flight plan is produced for a specific route, flight dispatchers may wish to consider alternative routes. A flight planning system may produce summaries for, say, the next 4 best routes, showing zero fuel weight and total fuel for each possibility.

There may be several possible reclear fixes and initial destinations, and which one is best depends on the weather and the zero fuel weight. A flight planning system can analyse each possibility and select whichever is best for this particular flight.

On congested routes, air traffic control may require that an aircraft fly lower or higher than optimum. The total weight of passengers and cargo might not be known at the time the flight plan is prepared. To allow for these situations a flight planning system may produce summaries showing how much fuel would be needed if the aircraft is a little lighter or heavier, or if it is flying higher or lower than planned. These summaries allow flight dispatchers and pilots to check if there is enough reserve fuel to cope with a different scenario.

Most commercial aircraft have more than one fuel tank, and an aircraft manufacturer may provide rules as to how much fuel to load into each tank so as to avoid affecting the aircraft centre of gravity. The rules depend on how much fuel is to be loaded, and there may be different sets of rules for different total amounts of fuel. A flight planning system may follow these rules and produce a report showing how much fuel is to be loaded into each tank.

When fuel prices differ between airports, it might be worth putting in more fuel where it is cheap, even taking into account the cost of extra trip fuel needed to carry the extra weight. A flight planning system can work out how much extra fuel can profitably be carried. Note that discontinuities due to changes in flight levels can mean that a difference of as little as 100 kg (one passenger with luggage) in zero fuel weight or tankering fuel can make the difference between profit and loss.

While en route, an aircraft may be diverted to some airport other than the planned alternate. A flight planning system can produce a new flight plan for the new route from the diversion point and transmit it to the aircraft, including a check that there will be enough fuel for the revised flight.

Military aircraft may refuel in midair. Such refuelling is a process rather than instantaneous. Some flight planning systems can allow for the change in fuel and show the effect on each aircraft involved.

See also[edit]

Flight planning providers:

References[edit]