航空小知识

为什么飞机航线不走直线?

时间:2019年09月22日 19:42   来源:搜狐
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  地球是圆的,地图却是平的。 

  一般而言,距离超过400公里时,地球表面两点的最短距离,投影到地图上就和直线有了明显区别,在这种情况下,选择直航时,飞机在地图上的投影就是一条曲线。这个差别在长距离才会显得很明显。 

  早期来说,为了导航方便,一般采取等角航线,即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,此时航迹在地图上的投影就是一条直线。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。 

  

 

  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)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。 

  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。 

  

 

  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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