什麼是風偏修正角?
風偏修正角(Wind Correction Angle,WCA),又稱蟹形角(crab angle),指的是飛行員必須將機頭朝風的方向偏轉的角度,讓飛機實際飛過地面的軌跡與預定航線一致。由於風會把飛機往側邊推,如果機頭直直對著目的地飛,就會產生偏流。風偏修正角正好抵消這股偏流,讓飛機像螃蟹一樣「斜著走」、卻沿著預定路線前進。這個計算器是通用工具,適用於任何飛機、滑翔機、無人機,甚至船舶導航問題。
如何使用本計算器
輸入以節(knots)為單位的真空速(TAS)、以節為單位的風速、以度為單位的預定航線,以及以度為單位的風「來向」。計算器會回傳風偏修正角、你應該飛的磁航向/真航向,以及修正後的地速。正值代表向右偏(往右蟹行),負值代表向左偏(往左蟹行)。
公式說明
核心關係式為 $$\text{WCA} = \arcsin\!\left( \frac{\text{Wind Speed} \cdot \sin\!\left( \text{Wind Dir} - \text{Course} \right)}{\text{TAS}} \right)$$,其中 \(\theta\) 是風向與航線之間的夾角。對風向夾角取正弦(sine)可分離出側風分量,再除以空速即可換算成角度。地速則為 $$\text{GS} = \text{TAS}\cos(\text{WCA}) - \text{Wind Speed}\cos\!\left( \text{Wind Dir} - \text{Course} \right)$$,用來計入沿航線方向的頂風/順風分量。
實例演算
假設 TAS = 120 節、風速 = 30 節、來自 \(180\degree\),而你的航線是 \(090\degree\)。風向夾角為 \(180 - 90 = 90\degree\),因此 \(\sin\theta = 1\)。$$\text{WCA} = \arcsin(30 \times 1 / 120) = \arcsin(0.25) \approx 14.48\degree$$你的航向為 \(090 + 14.48 = 104.48\degree\),地速則為 $$120 \times \cos(14.48\degree) - 30 \times \cos(90\degree) \approx 116.19 \text{ 節}$$
常見問題
為什麼風向要以「來向」輸入?航空慣例是以風吹來的方向報告風(例如「180」的風是從南方吹來)。
如果風正好來自正前方或正後方呢?此時 \(\sin\theta\) 為 0,風偏修正角也是 0——風只會改變地速,不會影響航向。
風偏修正角和偏流角是同一回事嗎?兩者大小相等、符號相反;偏流是風造成的位移,風偏修正角則是你用來抵消它的修正量。