当前位置: 直线机 >> 直线机市场 >> 地理思维飞机为什么不按直线飞行,宁可
如果我们坐过飞往美国的航班,那么我们会发现,中国飞往美国的航班是要在北极上绕一圈的。
但是如果我们看地图就会觉得,从中国飞往美国的最短航线是横穿太平洋的。
那么为什么飞机在实际飞行的过程中不是穿越太平洋而是要选择绕这么一大圈呢?
要回答这个问题,我们要了解一下航线规划需要考虑的条件。
首先,航线需要符合国际航空管制;
其次,航线要考虑经济性。
航空公司为了尽最大可能去减少成本,获取收益,所以航线的选择也是选择出发地到目的地之间最短的距离,因为这样可以有效减少行程时间,减少航空燃油的消耗;
第三,航线的设置需要考虑安全性。
地球各个地区气候不一,天气变化多端,民航路线的选择会选择一些天气变化相对稳定,气候条件好的空域。
从地图上看,横穿太平洋的确是更为便捷的路线,但是大家忘了一个问题。那就是,地球是圆的。地图上的最短距离并不是实际飞行路线的最短距离。
地理上把飞行最短路径叫做“大圆航线”。
全球航线图
这个名称的定义是把地球看成一个球体,通过地面上任意两点和地心做一平面,平面与地球表面相交得到的圆周就是大圆。而两点之间的大圆劣弧线才是两点在地表上的最短距离。
如果我们是从上海飞往纽约,因为上海在经度上和纽约相差了将近°,因此上海到纽约的大圆航线会跨越北极圈。
细心的朋友会发现,从上海飞洛杉矶的实际飞行路线要比这个大圆航线偏南一些。飞机飞过日本后,再从北太平洋穿越。这个飞行路线虽然比大圆航线要长,但是飞行时间会更短。
这是因为北半球中纬度地区,对流层顶部平流层底部有一条高空急流带,这条急流带内常年吹西风。借助西风,飞机可以获得超过km/h的对地速度。
所以上海飞洛杉矶按照这条线路来飞,虽然飞行距离长了点,但是时间更短,燃油也更少。
不过从美国回中国却不是按这条路线飞行了,因为这样一是路线长,二是逆风。所以回来的路线飞行员会选择大圆航线。
抛开油耗以及成本问题,不直接走太平洋的原因还有一个,那就是为机组及乘客安全考虑。
按照现在的航空线路,一旦飞机出现机械性故障,飞机可以绕白令海峡进入美国,美国有不少大型机场可以作为备降机场。
而飞机如果从太平洋上空飞行,没有国家会在太平洋上建立中转机场。所以飞机一旦出事,后果将不堪设想。
因此,总的来说,从中国飞往美国的航线选择从北极上绕一圈而不是直接飞过太平洋有两个原因,一个是飞行距离短,耗费的成本少;另一个是保障飞机上所有人员的安全。
▌飞机并非严格沿着大圆航线飞行
原理上,飞机按大圆航线飞行距离最短,最省时、最省油、最高效。可惜理想很丰满,现实很骨感,飞机并非严格沿着大圆航线飞行,主要受到以下4个因素的限制:
??导航技术限制:然目前有GPS导航技术,但很多民航客机的飞行仍然依靠惯性导航(IR)和指向台导航(VOR/DME)的叠加使用,从而保证飞机导航精度达到非常高的程度,但VOR导航技术的一个缺点是导航需要依赖于导航台,且飞机只有在面向或背向导航台飞行时才能获得高精度导航,所以飞机的飞行轨迹本质上就是从一个导航台飞向另一个导航台,因此无法实现直线飞行。
(图片来自Unsplash,
mark-west)??适航规章限制(ETOPS规定限制):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。
现在随着发动机可靠性提升,这个单发飞行到最近备降机场的时间已经延长到了10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。而空客公司最新研发的AXWB客机,更是获得了最长达分钟的延程运行认证,也就是说A即便在一个发动机坏了的情况下,依然能够靠另一个发动机最长飞行6小时。
(图片来自pexels)
??空管限制:空中的交通管理员(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。
(图片来自pexels)
??地形、气候的限制: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。
(图片来自Unsplash,
SylviaGorajek)球面两点最短距离的方向球面上最短距离是经过两点之间大圆的劣弧段。
1.两地经度和是度的话(位于同一经线圈)最近走法肯定经过极点,是正南正北的方向,至于是先向正南还是先向正北就要看是北纬范围多还是南纬范围多了,如果是北纬多就是先向正北,到了北极改为向正南;南纬多的相反。
.如果经度和不是度的,最近走法就肯定不是正南正北的方向,是复合方向了。
再分两种情况:
1.相同纬度。
(1)如果是北纬,甲在西,乙在东,从甲到乙,先向东北,再向东南。从乙到甲,先向西北,再向西南。
()如果是南纬,甲在西,乙在东,从甲到乙,先向东南,再向东北。从乙到甲,先向西南,再向西北。
.不同纬度。这种情况比较容易,就看两地的相对位置就直接前往就行了,且看是否经过大圆纬度最高的点,视情况而定。
1.下图中ACB为晨昏线,C点位于格陵兰岛上。飞机从A地点飞往B地点,最近的航线是
A.从A点出发沿图中直线向东飞行到B点
B.从A点出发沿ADB飞到B点
C.从A点出发沿ACB飞行到B点
D.从A点先向正北飞行,过极点后转向正南
.孟买和洛杉矶分别是发展中国家和发达国家具有代表性的城市。一架飞机由孟买飞往洛杉矶,其最短航线的航向是
A.先向正北再向正南
B.先向东北再向东南
C.先向西北再向西南
D.先向东南再向东北
3.下图中,飞机由甲城飞往乙城,再从乙城返回甲城,其最短航线方向是
A.一直往东飞B.一直往西飞
C.甲到乙先往西北飞,再往东南飞;乙至甲先往东南飞,再往西北飞
D.甲至乙与乙至甲都先往北飞,再往南飞
4.下图中大圆为晨昏圈,图示部分为昼半球,图中五点坐标分别为a(0°,0°)、b(0°,°)、c(41°N,30°E)、d(41°N,°E)、e(30°S,15°W)。若有一飞机从c地飞行至d地,其沿最短航程的航行方向应为
A.先向东北再向东南
B.沿纬线自西向东
C.先向东南再向东北
D.沿纬线自东向西
某飞行员驾机从30°N,10°E的A机场起飞,为了既经济又省时,飞机沿最短航线飞往35°S,60°W的B机场执行任务。据此完成5~6题。
5.飞机的航向约为
A.一直向东南B.一直向西北
C.先向北后向南D.先向南后向北
6.最短航程为
A.×千米B.×千米
C.65×千米D.×千米
答案:
1.C图中ACB为晨昏线,晨昏线为大圆,飞行路线应从A点出发沿ACB飞行到B点。
.B孟买和洛杉矶两地纬度差异不大;都位于北半球,其大圆向北极倾斜。洛杉矶在孟买东,所以是先向东北再向东南。
3.D两地都位于北极圈附近,且位于两条正对面经线上,最短距离是经过北极的大圆,不论从甲至乙,还是从乙至甲,都必须先向正北飞行,到北极后再向南飞行。
4.Ac、d两点的最短距离为图中的晨昏圈,两地经度相差10°,方向应为先东北再东南。
5.D两个机场位于同一经线圈上,最短距离为过极点的航线。根据两点的纬度位置可知,过南极点所走的纬度差比过北极点的小,距离更短。
6.A该航线要过南极点,其纬度差为°。纬度每差1°,经线弧长为千米。
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