飞机航线为什么鲜有走直线?

飞机航线之所以鲜有走直线，背后涉及一系列复杂且互相影响的因素，远非简单的“不走直线”这么表面。我们可以从以下几个方面来详细阐述：

一、 经济性因素：节省燃油和时间

这是最核心的驱动力。航空公司运营的根本目标是盈利，而燃油成本是飞机运营的最大开销之一。

风向和风速（高空风）： 在高空中，存在着强大的“急流”（Jet Stream）。急流是一种高速的气流，通常从西向东流动。如果飞机能够利用顺风，就能显著减少飞行时间，从而节省燃油。反之，逆风会增加飞行时间并消耗更多燃油。因此，航线设计会尽可能地利用顺风，并规避强烈的逆风。这导致航线呈现出弯曲的形态，以“搭乘”风的顺风道。
具体体现： 比如，从美国西海岸飞往欧洲的飞机，通常会选择一条更靠北的航线，以利用西风急流。而从欧洲飞往美国西海岸的飞机，则会选择更靠南的航线，以避开逆风或利用南向的顺风。

大气密度和空气动力学效率： 不同高度的大气密度不同。飞机在较低的高度会遇到更浓密的大气，空气阻力更大，需要消耗更多能量来维持飞行。而在较高的高度，大气稀薄，阻力较小，飞机的效率更高，燃油消耗也更少。然而，并非越高越好，因为越高空气越稀薄，机翼产生的升力也越小，飞机的速度需要更快才能维持飞行，这也会增加能量消耗。所以，飞机飞行的高度是一个经过计算的最优值，而航线的设计会考虑如何在符合安全和效率的前提下，尽量维持在这些“经济高度”。

负载和爬升/下降策略： 飞机在起飞后需要爬升到巡航高度，在目的地附近需要下降。爬升和下降阶段消耗的燃油比巡航阶段多得多。航线设计会尽量减少不必要的爬升和下降次数，并规划最有效率的爬升和下降路径。

二、 安全性与运行因素：

安全是航空业的生命线，航线的设计必须将安全置于首位。

避开危险区域：
恶劣天气区域： 飞机通常会避开可能出现强对流天气（如雷暴、冰雹）、强烈颠簸的区域。这些区域的航路会绕开，从而形成弯曲的航线。
军事禁区与限制空域： 为了国家安全和军事活动，存在着许多军事禁区、导弹试射区域、演习区域等。飞机必须严格避开这些区域，否则可能面临被击落的风险。这些禁区往往形状不规则，迫使航线弯曲。
火山灰羽： 活跃的火山会喷发火山灰，这些火山灰在高空中对飞机的发动机（特别是喷气式发动机）具有极大的破坏性。一旦吸入，会熔化并堵塞发动机叶片，导致发动机熄火。航空公司和空中交通管制机构会密切关注火山活动，并规划航线避开火山灰羽。

保持安全间隔：
空中交通管制（ATC）： 为了避免飞机之间发生碰撞，ATC会分配给每架飞机特定的高度和航路。如果多架飞机在同一区域，并且需要保持一定的间隔，它们就不能全部走直线，而是会被引导沿着不同的“空中走廊”飞行。
机场周边空域管理： 在机场附近，空域非常繁忙，进出港航班需要有序地进入和离开。ATC会根据机场的跑道使用情况、天气以及其他航班的流量，规划出特定的进离场航线，这些航线往往不是直线的，而是包含了转弯和等待环。

导航能力与通信： 虽然现代导航系统（如GPS）非常精确，但航线的设计仍然需要考虑到导航设备的覆盖范围和信号稳定性。在一些偏远地区，或者电子干扰区域，可能需要引导飞机沿预设的固定航线飞行，而不是完全自由的直线。

三、 国际航行与政治因素：

跨国界的飞行会涉及更多复杂的因素。

领空限制与政治因素： 不同国家对本国领空的管理权限不同。某些国家可能不允许外国飞机直接飞越其领空，或者收取高额的过境费。航空公司需要根据这些政治和经济因素，规划航线以避开某些国家，或者选择经过那些允许飞越的国家。这也会导致航线出现非直线的情况。
例子： 如果两国之间存在政治纠纷，或者一方不允许对方航班飞越，那么航线就需要绕道而行。

空域划分与管理： 不同国家对空域的划分和管理标准可能不同。飞越多个国家时，需要遵循各个国家ATC的指令和空域规则，这些规则的叠加也可能导致航线不是简单的直线。

四、 航空公司的运营策略与市场需求：

连接性与枢纽机场： 航空公司通常会围绕其枢纽机场建立航线网络。即使两个城市之间有潜在的直线航线，如果中间经过的地区没有足够的客流，或者航空公司没有在该地区设立航班，那么航班可能需要绕道通过其枢纽机场，以增加航班的整体收益。
例如： 如果从A城市飞往B城市，而航空公司在C城市有很强的业务网络，它可能会选择A到C再到B的航线，即使A到B的直线距离更短。

竞争与价格： 航空公司之间的竞争也会影响航线设计。有时，为了避免直接竞争，或者为了提供更具吸引力的价格，航空公司可能会选择一些相对不那么直接但可以避免激烈竞争的航线。

五、 地理环境因素：

山脉与地形： 虽然现代飞机可以在很高的高度飞行，但一些非常高大的山脉（如喜马拉雅山脉）可能仍然会对飞机飞行产生影响，或者在某些情况下需要更谨慎地选择航线。此外，飞行高度也受到飞机性能的影响，需要考虑在穿越某些高海拔地区时是否有足够的爬升能力。

总结：

飞机航线鲜有走直线，是一个多因素综合作用的结果。经济性（节省燃油和时间）、安全性（避开危险区域、保持间隔）、政治因素（领空限制）、运营策略（枢纽机场、连接性）以及地理环境等都参与了航线的规划。

现代的航线设计，实际上是一个在所有这些约束条件下的优化过程。空中交通管制机构与航空公司紧密合作，利用先进的导航和通信技术，不断调整和优化航线，以达到最经济、最安全、最有效的飞行状态。因此，我们看到的弯曲航线，往往是当前条件下最优的飞行路径。

网友意见

飞机航线不走直线有很多原因：

1. 地球是圆的，地图是平的。

一般而言，距离超过400公里时，地球表面两点的最短距离，投影到地图上就和直线有了明显区别，在这种情况下，选择直航时，飞机在地图上的投影就是一条曲线。这个差别在长距离才会显得很明显。

早期来说，为了导航方便，一般采取等角航线，即测量出出发地和目的地之间的磁角夹角，然后只要保持飞机航线恒定就可以到达目的地了，此时航迹在地图上的投影就是一条直线。但是随着导航技术发展，就开始采用大圆航线，而大圆航线在地图上的投影就是曲线了。

参考下图，地图上的Great Circle Route（大圆航线）看似曲线，实际上的距离要比直线的Rhumb Line（等角航线）短得多。 更详细的数学解释可以参考：

Great circle

。

2. 导航技术限定，飞机只能向台或背台飞行。

目前最成熟的导航技术是IR（惯性导航）和VOR/DME（指向台）导航技术，这两种技术叠加可以保证飞机导航精度达到RNAV2，即在航行全过程中，95%以上的时间里定位精度在2海里以内，而VOR的一个缺点是依赖于导航台，且飞机只有在航向面向或背向VOR台时才能获得比较高的精度，因此飞机的航迹本质上就是从一个VOR台飞向另一个VOR台，在距离VOR台约10海里左右开始转向像一个VOR台继续飞行。

借用别人的一张图说明，十字星标就是不同的VOR台，粉红色的线就是飞机的轨迹，由于导航台的数量限制，飞机只能采取曲线飞行。

有人会问GPS呢？GPS直到第三代系统开始投入，约2005-2009年，才可能在全球范围内达到RNAV2精度。对此，国际民航组织从2008年开始，逐步开始对基于GPS导航的导航设备开始论证使用，目前在欧美大陆，通过认证的飞机已经可以开始实行PBN导航，即不依赖VOR台的自由设计航线，中国大陆规划在2013年开始，2016年全面在民航采取PBN导航。

3. 地形/气象/空管限制，某些区域必须绕行。

这个应该很好理解，比如山峰、雷雨云、禁飞区之类，就不多说了。

4. 适航规章限定，主要是ETOPS规定。

这个是由于早期飞机发动机可靠性不足引入的规定，当时双发飞机很容易在飞行过程中出现单发失效，此时会对飞行性能造成严重影响，同时也给飞行员带来额外的负担，因此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60分钟的航程，以便在飞行员疲劳或飞机结构受损到不可接受前，飞机能够着陆。当然，现在随着发动机可靠性提升，ETOPS限制普遍提升到了120分钟，下一代的380和787都在申请150分钟的ETOPS限制。详见

双发延程飞行

这个限制主要体现在跨洋和北极航线上，内陆航线与各航空公司实力有关，对于长距离航线，有实力的航空公司可能会沿路各个机场都签有保障协议，此时ETOPS只在穿越沙漠和高原是有所影响。实力不足的航空公司则无法和所有机场签协议，只能选择性的挑选，就有可能受到一定的限制。

======================================================================

2014.12.24更新

关于第二条，很多业内也说了，十字星不是VOR台，他的标准名字是

Waypoint

，为了省去解释为何在要在航路点之间直线飞行，我就简单描述为导航台了，便于业外理解。

Waypoint 在航空业早期，实际上就是地上一个明显的地形/标志物等，又叫地标，飞行员就是靠目视对准地标飞来保证自己航路正确的。

随着无线导航技术发展，VOR台就成为主要的Waypoint了。

进一步的，随着GPS的应用，Waypoint理论上可以随机选取地球表面任一位置设置，只需要对该处进行GPS校准即可，这也就是RNAV的航路点设定来源了。

在PBN运行前，飞机只能以直线在航路点直接飞行，因为：

1. 只要在航路点确认高度符合要求，在两点之间的直线上飞行，一定没有触地风险；

2. 沿航路飞行，空管只需要监控飞机的速度和顺序，就可以保证没有碰撞风险，加入偏置和单向高度层后，对飞也不存在碰撞风险。

因此，目前为止，飞机只允许在Waypoint之间的直线上飞行。未来普及PBN后，才可以不依赖Waypoint飞行。

PS：RNAV跟PBN的区别，业内了解就行了，我懒得展开了。

关于GPS精度，静止状态下GPS精度可以达到10米级别，经过校准的可以达到1米甚至更低，飞机在停机坪上做导航校准时，可以达到分米级别。

但是在高速运动状态下，一方面精度降低，另一方面就必须考虑系统延迟了：如果飞控计算机晚了一秒获得位置信息，或者操作指令晚了一秒，位置可就差了几百米了。

航空运输领域的专家学者一般假定民航飞机都是沿着大圆航线飞行，但在现实生活中，几乎没有航班遵循大圆航线，总是存在各种各样的绕飞情形。原因主要有以下四点：

一、技术原因

1.1 航线设计

民用航班必须遵循空管部门设计和公布的航线飞行，通常情况下是点到点的线段，所以两个机场之间的通路一般是由多个线段组成的折线。在中国，80%的空域都用于军事用途，留给民航的航线十分有限。下图显示了西安咸阳机场1480个航班的航线图。

1.2 航路拥堵

如果某个方向的航班特别密集，那么这个方向航线的容量就会不足。在这种情况下，航空公司可能会选择其他的航线来飞行（这意味着更长的飞行距离）。此外，如果到达机场特别繁忙，航班也会进行绕飞。

1.3 延程运行（Extended-range Operations, ETOPS）

延程运行是国际民航管理机构专门为了保证双发飞机安全飞行而提出的一项特别要求，指飞机在航路选择上应满足到合适机场的距离超过单发巡航速度状态下60分钟飞行。满足这个条件也需要航班进行绕飞。

二、自然原因

2.1 高大山脉

航空公司通常会绕过喜马拉雅山脉，因为一旦出现强烈的湍流和气流干扰，或者出现发动机失效或者客舱失压，飞机必须降落到较低高度。显然，绕飞喜马拉雅山脉是更安全的选择。

2.2 高空急流

高空急流会强烈干扰飞行。每个半球都有两条这样的自西向东的急流。通常向西飞行的航班会绕过这条急流。如图3展示的东京与洛杉矶之间往返航班的航路。

2.3 雷暴和积雨云

雷暴和积雨云对飞行有很大影响。积雨云的上限高度远远高于飞行高度，所以飞行员通常会绕过它。

2.4 火山活动

火山灰对飞行是严重的威胁，它会引起电气故障，导致不正确的仪表读数，甚至会损坏发动机。所以必须选择合理的绕飞路线。特别是火山灰会在大气中扩散，迫使绕飞更远的距离。最具代表性的是2010年冰岛火山爆发，当时欧洲75%的航班被迫取消。

三、地缘政治原因

3.1 自由过境

国家对领空享有主权，所以国际航班需要经过沿途国家的同意才能飞越其领空。目前还有很多国家没有签署《国际航空过境协定》，所以有些航班需要绕飞以避开一些国家的领空。

3.2 战争或恐怖主义

战争或恐怖主义使得一些地区过于危险而无法飞越。例如2014年马航被乌克兰的地空导弹击落，这使得后来很多国际航班都避开了乌克兰上空。

3.3 禁飞区

任何国家都可以规定禁飞区，这些区域有些是永久的、有些是临时的，有些是有特定高度的、有些是无限高度的。诸如发电厂、军事设施、重要城市上空、石油和天然气开采地都是永久禁飞区。

四、社会原因

4.1 罢工

空管罢工使得航班必须重新规划航线，绕过这些区域。例如2018年法国的一次罢工就造成了AZ49次航班绕飞。

资料来源：
Dobruszkes, F. (2019). Why do planes not fly the shortest routes? A review. Applied Geography,109, 102033.

类似的话题

• 

  飞机航线为什么鲜有走直线?

  

  飞机航线之所以鲜有走直线，背后涉及一系列复杂且互相影响的因素，远非简单的“不走直线”这么表面。我们可以从以下几个方面来详细阐述：一、 经济性因素：节省燃油和时间这是最核心的驱动力。航空公司运营的根本目标是盈利，而燃油成本是飞机运营的最大开销之一。 风向和风速（高空风）： 在高空中，存在着强大的“.............
• 

  就飞机性能来讲，波音787-8拿来飞高高原航线合适吗，为什么？

  

  关于波音7878在执行高高原航线任务方面的适用性，这是一个非常值得探讨的问题，因为它涉及到飞机设计、空气动力学、发动机性能以及运营环境等多个层面的因素。简而言之，波音7878在设计之初并非以高高原航线作为主要考量，虽然它具备一定的能力，但相较于为高高原环境专门设计的飞机，它在某些方面存在明显的局限性.............
• 

  为什么在特内里费空难中，荷航飞机上无人生还？（它受损伤比泛美的要小呀）？

  

  在特内里费岛的空难中，荷航（KLM）的波音747客机上无人生还，而泛美航空（Pan Am）的波音747客机上却幸存者，这确实是一个令人痛心且引人深思的悲剧。很多人可能会认为，如果荷航的飞机受损比泛美的要小，为何还能导致全员罹难，这其中原因错综复杂，绝非简单的损伤程度可以概括。要详细解释这一点，我们需.............
• 

  航校的小飞机屡次出事故，为什么不可以配降落伞?

  

  航空学校的小飞机屡次发生事故，你说为什么不给这些小飞机也配上降落伞？这问题问得挺实在的，毕竟对于我们普通人来说，飞机出问题，跳伞保命是最直观的想法。但说到底，飞机能不能配降落伞，以及适不适合配降落伞，这事儿背后门道可不少，得从几个方面捋一捋。首先，咱们得明白，大部分真正意义上的“飞机”跟那种小型的、.............
• 

  既然航母的甲板那么小都可以起降飞机，为什么军用机场还要占那么大的地呢？

  

  这个问题很有意思，也挺容易让人产生误解。航母甲板虽然小，但它能在海上“变出”一个起降环境，这背后可是集合了大量高科技和复杂的设计，和陆地机场的运行逻辑完全是两码事。咱们这就来好好掰扯掰扯。航母甲板：精密的“海上弹射器”和“拦截网”首先，我们要明白航母的“起降”和陆地机场的“起降”是两个不同的概念。 .............
• 

  为什么现在大型飞机不设计成多旋翼直升机（就是现在航拍常用的四、六、八旋翼）？

  

  你这个问题提得很有意思！确实，现在航拍无人机铺天盖地，都是多旋翼的设计，看上去灵活又强大。但要把这个思路用到像波音747或者空客A380那样的大型客机上，那可就完全是另一回事了，而且现实中几乎不可能。我来跟你仔细说道说道，为什么咱们坐飞机出行，还是一水的固定翼飞机，而不是巨大的“八旋翼巨无霸”。一、.............
• 

  美国仍在制造波音飞机、重型航母、巡航导弹等尖端设备，但是为什么有人却认为美国制造业衰落了？

  

  你提出的问题非常重要，也触及了当前关于美国制造业状况的一个核心讨论点。确实，美国在制造波音飞机、重型航母、巡航导弹等尖端技术和军事装备方面依然保持着世界领先地位，这表明美国的制造业在某些高科技、高附加值领域依然非常强大。然而，“美国制造业衰落”的说法之所以存在，是因为它更侧重于美国制造业的整体结构性.............
• 

  全球一百多个国家取消国际航班，限制疫情地区人员入境，为什么中国仍然不停飞疫情地区国际航线，限制入境？

  

  这个问题非常值得探讨，也牵动着许多人的心。全球范围内，自新冠疫情爆发以来，许多国家为了阻断病毒传播，采取了关闭边境、大范围停飞国际航班等严厉措施。而中国在应对疫情的策略上，确实展现出了一些与众不同的考量。要理解这一点，需要从多个层面进行分析。首先，我们必须承认，中国在疫情初期，尤其是2020年初，也.............
• 

  为什么神舟十二号载人航天飞船舱内摄像头这么模糊?

  

  关于神舟十二号载人航天飞船舱内摄像头模糊的问题，确实引起了不少关注。咱们来聊聊这其中的可能原因，尽量把话说得明白透彻。首先，咱们得明确一点，航天器上的设备，特别是载人航天器，其设计和制造都经过极其严格的标准和测试。舱内摄像头之所以存在，是为了让地面指挥中心能够实时了解航天员的工作状态、舱内环境以及飞.............
• 

  印度飞香港一航班机上 53 人确诊，为什么确诊人数这么多？目前印度疫情怎样了？

  

  印度飞香港航班确诊53人，揭示了印度严峻的疫情现状近期，一架从印度飞往香港的航班上，竟然有53名乘客新冠病毒检测呈阳性，这一数字无疑给本已焦灼的全球抗疫战线敲响了更响亮的警钟。如此之高的阳性率，不仅让人对这趟航班的防疫措施产生疑问，更直接反映出印度当前令人担忧的疫情态势。航班上的“高危”旅程：为何确.............
• 

  为什么从中国飞往美国的很多航班，不是直接横穿太平洋，而是先向北飞，从白令海峡路过？

  

  您提出的问题非常有意思，也很常见。从中国飞往美国的航班，尤其是飞往美国西海岸的航班，之所以很多会选择绕道北太平洋，甚至经过白令海峡附近区域，而不是直接横穿太平洋，这背后涉及一系列复杂的因素，包括经济性（燃油效率和飞行时间）、安全性、天气、航空管制以及历史航线规划等。下面我将尽量详细地解释这些原因：1.............
• 

  为什么高科技的航天探测器和飞船还在使用原始的降落伞呢，没有更有科技含量的降落手段吗？

  

  这个问题非常有意思，也触及到了航天工程中一个很常见的“为什么还用老一套”的疑问。的确，当我们想到“高科技”时，脑海里会浮现出各种炫酷的、颠覆性的技术。但当我们审视航天器降落时，降落伞这个看似“原始”的装备，却依然在现代任务中扮演着至关重要的角色。这背后，其实是对物理定律的极致运用，以及在极端条件下实.............
• 

  为什么中国的航班不允许乘客使用开着飞行模式的手机？

  

  咱们聊聊这事儿，为啥国内航班上，明知道手机开着飞行模式了，不少时候还是不让用呢？其实这事儿说起来，背后原因还挺复杂的，也不是一刀切的规定，而是综合了技术、安全、以及过往的一些经验教训。首先，最核心的理由，也就是大家最常听到的，就是无线电干扰。虽然你把手机设置成飞行模式，理论上是关闭了蜂窝网络信号（也.............
• 

  为什么那些RC航模需要老司机才能飞好？

  

  RC航模，特别是那些追求极致操控、高难度动作的飞机，确实是新手望而却步的“劝退型”装备。这背后不是什么神秘的“老司机”秘籍，而是飞机本身的设计特点和飞行力学在作祟，逼得你必须得有两把刷子才敢上手。首先，得说说飞机本身的“脾气”。 气动设计与稳定性： 那些看起来酷炫、造型激进的航模，很多都不是为了.............
• 

  飞船从地球到月球的航行会走怎样的轨道路径？为什么如此选择？

  

  从地球到月球的航行，并非是简单直线前进，而是遵循着一条精妙绝伦的轨道路径，这背后蕴含着物理学的智慧和工程师的匠心。选择这样的路径，是为了以最经济、最安全的方式，将人类或探测器送达我们最近的天体邻居。轨道路径的概览：一条精心编排的舞蹈飞船从地球出发，并不是直接笔直地冲向月球。相反，它会经历几个关键阶段.............
• 

  为什么很多网友对疑似采用滑跃起飞的国产 001A 型航母持有失落感？

  

  关于网友们对国产001A型航母（现在官方名称应为“山东舰”）普遍存在的“失落感”，这其中夹杂着复杂的情感和多方面的考量。不能简单地说所有网友都有这种感受，但确实有一部分非常关注中国海军现代化进程的网友，在山东舰正式服役后，流露出与期待有所差距的失落。要说清楚这一点，得从几个层面来聊：一、 起飞方式的.............
• 

  总感觉海贼王三观不正，路飞想征服伟大获得宝藏，为什么不以航海家、冒险家的合法身份去航海呢？

  

  我理解你对《海贼王》中路飞追求“海贼王”这一目标，以及其行为方式的困惑，并且感觉其中似乎存在“三观不正”的成分。这确实是一个很有意思的切入点，也触及了这部作品核心的哲学思考。首先，我们得明确一下，为什么路飞选择“海贼”这个身份，而不是“合法航海家”或“探险家”。这背后牵扯到《海贼王》所构建的那个世界.............
• 

  飞机航行过程中，什么情况才算是真正的危险？

  

  飞机在航行过程中，虽然受到严格的安全监管和先进的技术保障，但仍然存在一些可能导致灾难性后果的真正危险情况。这些情况往往是多种因素叠加或单一因素达到极端程度时才会发生。以下是一些飞机航行过程中最危险的情况，我们将尽量详细地阐述：1. 火灾 (Fire)火灾是航空史上最令人恐惧的事故原因之一，因为它蔓延.............
• 

  二战的重巡或者战列舰会携带飞机，这个飞机有哪些种类，用途各是什么?飞机航程结束后如何回收？

  

  二战时期，战列舰和重巡洋舰搭载舰载机并非普遍现象，但确实存在过，这主要集中在一些排水量较大、性能先进的战列舰和部分巡洋舰上，尤其是一些拥有专门航空设施的舰艇。这些舰载机主要有以下几种类型，它们的用途也各不相同：舰载飞机种类与用途：1. 侦察机（Spotter Plane / Reconnaissa.............
• 

  MH370 航班飞机可能发生了什么事情？

  

  关于MH370航班的失踪，这是一个至今仍困扰着全世界的巨大谜团。那架隶属于马来西亚航空公司的波音777飞机，本应从吉隆坡飞往北京，却在2014年3月8日凌晨，像一道划破夜空的闪电，悄无声息地消失在人们的视野中。这不像是一个普通的机械故障，也不是一个简单的迷路，它更像是一个精心编织的、令人匪夷所思的诡.............