貴陽航空學(xué)校淺析飛機航線不走直線的緣由？

      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(qū)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(dǎo)航方便，一般采取等角航線，即測量出出發(fā)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(dǎo)航技術(shù)發(fā)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(dǎo)航技術(shù)限定，飛機只能向臺或背臺飛行。

      目前最成熟的導(dǎo)航技術(shù)是IR（慣性導(dǎo)航）和VOR/DME（指向臺）導(dǎo)航技術(shù)，這兩種技術(shù)疊加可以保證飛機導(dǎo)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(nèi)，而VOR的一個缺點是依賴于導(dǎo)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(zhì)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(zhuǎn)向像一個VOR臺繼續(xù)飛行。

      一張圖說明，十字星標(biāo)就是不同的VOR臺，粉紅色的線就是飛機的軌跡，由于導(dǎo)航臺的數(shù)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(tǒng)開始投入，約2005-2009年，才可能在全球范圍內(nèi)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(dǎo)航的導(dǎo)航設(shè)備開始論證使用，目前在歐美大陸，通過認證的飛機已經(jīng)可以開始實行PBN導(dǎo)航，即不依賴VOR臺的自由設(shè)計航線，中國大陸規(guī)劃在2013年開始，2020年全面在民航采取PBN導(dǎo)航。

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

      最后一個原因，由于適航規(guī)章限定，主要是ETOPS規(guī)定。

      這個是由于早期飛機發(fā)動機可靠性不足引入的規(guī)定，當(dāng)時雙發(fā)飛機很容易在飛行過程中出現(xiàn)單發(fā)失效，此時會對飛行性能造成嚴(yán)重影響，同時也給飛行員帶來額外的負擔(dān)，因此規(guī)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(jié)構(gòu)受損到不可接受前，飛機能夠著陸。當(dāng)然，現(xiàn)在隨著發(fā)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(xiàn)在跨洋和北極航線上，內(nèi)陸航線與各航空公司實力有關(guān)，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(xié)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(xié)議，只能選擇性的挑選，就有可能受到一定的限制。