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飞机为什么不飞直线:飞机航线不直飞,受地球形状、导航技术、适航规章、空管限制、地形和天气条件等影响

时间:2024-10-10 11:11:57阅读:

飞机为什么不飞直线:飞机航线不直飞,受地球形状、导航技术、适航规章、空管限制、地形和天气条件等影响

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。

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