飞机航线为啥不是直的

非得“绕弯子”?

版次:007    来源:    2020年01月14日

春节临近,要出远门的你会选择哪种交通方式?对于世界范围内的大部分人来说,不管出差还是旅行,飞机依然是最重要的长途交通工具。

你知道吗?飞机在飞行的时候,它的航线是怎么样的?它是怎么确定的?是不是在出发地和目的地之间划一条直线就行了呢?

两点之间,并非直线最短

我们都知道,航空公司也是公司,公司的主要目的还是赚钱,要想利润最大化,一是增加收入,二是减少支出。所以,在航线这方面,如果能选择一条最近的,飞行距离就能减少,燃料等各方面的成本会下降。

那么两个地点之间最短的距离是什么呢?很多人会想到直线,因为两点之间直线最短,比如要从中国飞到美国,大家会觉得在地图上画条直线,按着这条线飞就是最短的。

但其实这两个地点之间的航线,大致是像这样呈现一条圆弧形(如图)。

这不是更远了吗?并不会,因为地球是圆的,地球上任意两点之间的最短路径,是这两点和地心形成的平面,与地球表面相交形成的一段劣弧,我们把这个最短路径称之为大圆航线。飞机沿着大圆航线飞,才最节省时间和运费。

安全比减少成本更重要

既然最短距离就是这个所谓的大圆航线,但实际飞行的航线并不是按照大圆航线飞,其中就涉及到了安全问题。

我们都不希望飞机出事,但世上哪有100%的安全,飞机也会出现故障,所在在整个航线中,需要规划好备降机场。

由于早期飞机发动机可靠性不强,那时双发飞机很容易在飞行过程中出现一个发动机失效的情况,造成严重的安全隐患。因此国际民航管理机构规定飞机的全航路中,任何一点到最近的备降机场的距离,不得超过单发飞行60分钟的航程,在飞机不可控之前能够安全着陆。

随着发动机可靠性的提升,这个单发飞行到最近备降机场的时间,已经延长到了120分钟的航程,使得飞机可以选择更近的航线,原本双发飞机无法飞行的线路都不再受限制了,但对于长距离的航线,这依然是需要考虑的问题。

空管限制

空中的交通管理员(你可以认为是交警)对每架飞机从起飞到降落的整个飞行过程中的指挥和调配,在空中飞行的两个飞机之间要保持一定的高度差和水平距离差,否则会相互受到影响甚至发生危险。

而这些垂直间隔和水平间隔都有着具体的数值规定,并且要依赖管制员的指挥得以保证,禁飞区、限飞区、军事活动区等等,都会影响航线的选择。

地形、气候条线限制

不同的地理环境,会产生不同的天气情况,飞机在飞行中会受到天气条件的制约,比如盆地、山谷多大雾天气,在温带多雷暴,在热带、亚热带海域多台风、飓风,这些天气带有明显的区域性、季节性,所以飞机航线会尽量避开危险天气的易发地区。

例如风,有时候改变航线,可以获得更有利的顺风条件。例如从中国飞美国的太平洋航线,正常的大圆航线会绕道北极区域,而有时赤道上空自西向东的高速气流/jet stream(速度可高达超过一百节)会使得赤道航线更加快捷。

所以,为了满足导航,和与其它飞机保持间隔的需要,空中设置了航路,类似于地面上的高速公路系统。

沿航路飞有几个好处,一是可以保证与地面障碍物的间隔;二是可以保证与地面无线电导航设备(VOR等)信号接收良好,所有公开航路都是经过飞行测试保证信号质量的,而航路之外无此保障;三是地面雷达并不覆盖空中每个角落,沿公开航路飞行能够最大限度地让雷达看到你。

据好奇实验室