飞机为什么不飞直线：飞机航线不选直线，因地球形状及多种导航限制

飞机航线为何不选择直线

飞机航线不选择直线飞行主要是因为地球的形状和航线规划的原理。地球是一个球体，而不是平面，所以在地球上两点之间的最短距离并不是直线，而是一段圆弧，我们把两点之间沿地球表面的最短路径称作“大圆航线”。例如，从中国飞往美国，如果按照平面地图上的直线飞行，实际上会比沿着大圆航线飞行的距离更长，耗费更多的时间和燃料。

影响飞机飞行路线的因素

影响飞机飞行路线的因素众多。首先，飞机的导航技术有限制，目前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，无法实现直线飞行。其次，适航规章限制也是重要因素。国际民航管理机构专门为了保证双发飞机安全飞行，要求飞机在运行航路上，假如有一台发动机在飞行过程中发生失效，此时飞机必须在规定时间内飞抵最近的备降机场。如果飞机飞行航路距离最近的备降机场太远，万一发动机发生故障或者失效，无法在规定的时间内回到备降机场，无法保证飞机的安全。再者，空管限制也不可忽视。空中的交通管理员就像马路上的交警一样，他们对每架飞机从起飞到降落的整个飞行过程进行指挥和调配。在空中飞行的两个飞机之间，都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。除此之外，禁飞区、限飞区、军事活动区等，也会影响航线的选择。最后，地形、气候条件限制也很关键。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。

飞机飞行的导航原理

飞机的导航系统复杂多样。被动式导航包括无线电导航系统和卫星导航系统。无线电导航系统通过地面导航台发射无线电波，飞行器接收设备测定相对于导航台的方位、距离等参数，为飞行员提供参考并辅助自动驾驶系统。卫星导航系统则利用导航卫星发射的无线电信号，求出飞行器相对于卫星的位置，进而计算出在地球上的位置，如美国的GPS、俄罗斯的Glonass、欧洲的“伽利略”和中国的“北斗”等系统。自主式导航系统有惯性导航系统、图像匹配导航系统和天文导航系统。惯性导航系统通过测量飞行器的加速度来计算速度和位置；图像匹配导航系统利用地表特征信息进行匹配导航；天文导航系统通过观测天体确定飞行器的位置和航向。此外，还有组合导航系统，综合了被动式和自主式导航的优点。

大气环流对飞机航线的影响

大气环流对飞机航线有着显著的影响。急流在飞行旅程中航线选择发挥的作用就很明显，它会影响飞机飞行的速度。为了方便理解这个问题，我们先来了解两个概念——空速和地速。飞机在空中飞行，具有一个相对于大气的移动速度，这一速度被称之为空速。对应的，飞机相对于地面的速度就是地速。

航空管制与飞机航线规划

航线的规划是一个综合考虑多种因素的过程。国际民航管理机构出于安全考量，规定民用航班必须遵循空管部门设计和公布的航线飞行。航线不止规定了飞行方向，还明确了三维空间内两架客机必须保持的间隔距离和间隔时间。有关部门在设计航线时，一定会考虑备降机场等问题。飞机如果在空中出现机械故障，按航线飞行都更容易找到机场应急。在保证安全的前提下，航线的设计还需要考虑“效率”，也就是经济效益。比如利用大圆航线、利用急流加快速度等。空管的限制也会影响航线，在空中飞行的两架飞机要有一定的间距，客机有时需要根据空中管制员的指挥来保持距离，这可能导致航线偏离理想路线。一般情况下，航线安排以大城市为中心，在大城市之间建立干线航线，同时辅以支线航线，由大城市辐射至周围小城市。