航空小知識

為什么飛機航線不走直線?

時間:2019年09月22日 19:42   來源:搜狐
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  地球是圓的,地圖卻是平的。 

  一般而言,距離超過400公里時,地球表面兩點的最短距離,投影到地圖上就和直線有了明顯區別,在這種情況下,選擇直航時,飛機在地圖上的投影就是一條曲線。這個差別在長距離才會顯得很明顯。 

  早期來說,為了導航方便,一般采取等角航線,即測量出出發地和目的地之間的磁角夾角,然后只要保持飛機航線恒定就可以到達目的地了,此時航跡在地圖上的投影就是一條直線。但是隨著導航技術發展,就開始采用大圓航線,而大圓航線在地圖上的投影就是曲線了。 

  參考下圖,地圖上的Great Circle Route(大圓航線)看似曲線,實際上的距離要比直線的Rhumb Line(等角航線)短得多。 

  

 

  再就是由于導航技術限定,飛機只能向臺或背臺飛行 

  目前最成熟的導航技術是IR(慣性導航)VOR/DME(指向臺)導航技術,這兩種技術疊加可以保證飛機導航精度達到RNAV2,即在航行全過程中,95%以上的時間里定位精度在2海里以內,而VOR的一個缺點是依賴于導航臺,且飛機只有在航向面向或背向VOR臺時才能獲得比較高的精度,因此飛機的航跡本質上就是從一個VOR臺飛向另一個VOR臺,在距離VOR臺約10海里左右開始轉向像一個VOR臺繼續飛行。 

  一張圖說明,十字星標就是不同的VOR臺,粉紅色的線就是飛機的軌跡,由于導航臺的數量限制,飛機只能采取曲線飛行。 

  

 

  有人會問GPS呢?GPS直到第三代系統開始投入,約2005-2009年,才可能在全球范圍內達到RNAV2精度。對此,國際民航組織從2008年開始,逐步開始對基于GPS導航的導航設備開始論證使用,目前在歐美大陸,通過認證的飛機已經可以開始實行PBN導航,即不依賴VOR臺的自由設計航線,中國大陸規劃在2013年開始,2016年全面在民航采取PBN導航。 

  可能還有地形/氣象/空管限制,某些區域必須繞行,這個應該很好理解,比如山峰、雷雨云、禁飛區之類,就不多說了。 

  最后一個原因,由于適航規章限定,主要是ETOPS規定。 

  

 

  這個是由于早期飛機發動機可靠性不足引入的規定,當時雙發飛機很容易在飛行過程中出現單發失效,此時會對飛行性能造成嚴重影響,同時也給飛行員帶來額外的負擔,因此規定飛機的全航路中,任何一點到最近的備降機場的距離不得超過60分鐘的航程,以便在飛行員疲勞或飛機結構受損到不可接受前,飛機能夠著陸。當然,現在隨著發動機可靠性提升,ETOPS限制普遍提升到了120分鐘,下一代的380和787都在申請150分鐘的ETOPS限制。 

  這個限制主要體現在跨洋和北極航線上,內陸航線與各航空公司實力有關,對于長距離航線,有實力的航空公司可能會沿路各個機場都簽有保障協議,此時ETOPS只在穿越沙漠和高原是有所影響。實力不足的航空公司則無法和所有機場簽協議,只能選擇性的挑選,就有可能受到一定的限制。 

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