差旅知识|为什么飞机航线不走直线?

发布于: 2019-04-24  分类: 差旅知识库

对于经常出差的差旅朋友们,飞机是最熟悉的了,可是你们知道为什么飞机航线不走直线吗?今天小海来跟大家科普一下。

 

从理论上讲,地球是椭圆形的,地图是平的,当距离超过400公里时,地球表面两点的最短距离,投影到地图上可是明显的不一样,因此,也就是说实际上直航时,但是在地图上的投影会显示是条曲线,不再是直线。距离越长这个差别就越明显。

 

早些时候,为了便于导航,一般采取等角航线,也就是测量出出发地和目的地之间的磁角夹角,然后只要保持飞机航线恒定就可以到达目的地了,这个时候航行轨迹在地图上投影出来的就是一条直线。但是随着导航技术发展,就开始采用大圆航线,而大圆航线在地图上的投影就是曲线了。

 

参考下图,地图上的Great Circle Route(大圆航线)看似曲线,实际上的距离要比直线的Rhumb Line(等角航线)短得多。

图片10.png 

 

再就是由于导航技术限定,飞机只能向台或背台飞行。

 

目前最成熟的导航技术是IR(惯性导航)和VOR/DME(指向台)导航技术,这两种技术叠加可以保证飞机导航精度达到RNAV2,即在航行全过程中,95%以上的时间里定位精度在2海里以内,而VOR的一个缺点是依赖于导航台,且飞机只有在航向面向或背向VOR台时才能获得比较高的精度,因此飞机的航迹本质上就是从一个VOR台飞向另一个VOR台,在距离VOR台约10海里左右开始转向像一个VOR台继续飞行。

图片11.png 

一张图说明,十字星标就是不同的VOR台,粉红色的线就是飞机的轨迹,由于导航台的数量限制,飞机只能采取曲线飞行。

 

有人会问GPS呢?GPS直到第三代系统开始投入,约2005-2009年,才可能在全球范围内达到RNAV2精度。对此,国际民航组织从2008年开始,逐步开始对基于GPS导航的导航设备开始论证使用,目前在欧美大陆,通过认证的飞机已经可以开始实行PBN导航,即不依赖VOR台的自由设计航线,中国大陆规划在2013年开始,2016年全面在民航采取PBN导航。

 

可能还有地形/气象/空管限制,某些区域必须绕行,这个应该很好理解,比如山峰、雷雨云、禁飞区之类,就不多说了。

 

最后一个原因,由于适航规章限定,主要是ETOPS规定。

图片12.png 

这个是由于早期飞机发动机可靠性不足引入的规定,当时双发飞机很容易在飞行过程中出现单发失效,此时会对飞行性能造成严重影响,同时也给飞行员带来额外的负担,因此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60分钟的航程,以便在飞行员疲劳或飞机结构受损到不可接受前,飞机能够着陆。当然,现在随着发动机可靠性提升,ETOPS限制普遍提升到了120分钟,下一代的380和787都在申请150分钟的ETOPS限制。

 

这个限制主要体现在跨洋和北极航线上,内陆航线与各航空公司实力有关,对于长距离航线,有实力的航空公司可能会沿路各个机场都签有保障协议,此时ETOPS只在穿越沙漠和高原是有所影响。实力不足的航空公司则无法和所有机场签协议,只能选择性的挑选,就有可能受到一定的限制。


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