出远门
你会选择哪种交通方式?
如果是在国内
大概很多人都会坐高铁
毕竟高铁速度快、坐起来舒服
还不像飞机那样会延误
但是
如此完善的高铁网络
现在大概也就是中国有
对于世界范围内的大部分人来说
不管是出差还是旅行
飞机依然是最重要的长途交通工具
但是你知道吗
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?
01
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
大致是呈现一条圆弧形
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
02
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
但是实际飞行的航线
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
当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
03
空管限制
空中的交通管理员
(你可以认为这是交警)
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
04
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
纽约附近的航路图
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
