科普

中国飞往美国的飞机为什么不横穿太平洋

2021-08-23 11:54 来源:《大飞机》杂志

  

 

  人类的飞机第一次横跨太平洋是在1928年,是由澳大利亚飞行员查利斯·金斯福·斯密思和乌而执飞的。但限于当时的条件,并非连续飞行,而是从旧金山起飞,经停夏威夷、斐济后,才抵达澳大利亚,完成整个航程。

  1997年7月20日,中国南方航空公司一架波音777-200ER飞机,由广州出发,历时13小时13分钟,飞抵大洋彼岸的美国洛杉矶,完成了人类历史上第一次不间断横穿太平洋的商业飞行。这次飞跃,成就了由中国飞行员书写的一段光辉传奇,永久地载入了世界民用航空的史册。

  从中国飞往美国的最短航线是横穿太平洋的。为什么这次飞行会被誉为“传奇”呢?难道多年来,中国飞往美国的航线并不横穿太平洋么?

  答案就是如此,大部分的中国飞机会首先飞向日本方向,然后紧贴俄罗斯、美国阿拉斯加及加拿大的海岸线,从北太平洋穿越,以一道弧形进入美国。

  那么为什么要这样飞行呢?

  我们首先来讨论一下航线的选择标准。首先,航线的选择需要符合国际航空管制。所谓国际航空管制,是某个国家在平时或战争状态下对领空或某一空域一切飞行活动实施的统一监督、管理和控制的统称,通俗说就是一个国家的所有领空并不可以随意让民航飞机飞行。

  其次,航线的选择要考虑经济性。航空公司为了尽最大可能减少成本,获取收益,航线一般会选择出发地到目的地之间最短的距离,这样可以有效减少行程时间,减少航空燃油的消耗,但是也有例外,我们后面会提到。

  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。比如地处北美的百慕大三角,那里夏秋多热带飓风,狂风怒吼时常形成10多米高的水墙,经常出现的海龙卷,能把海水吸到上千米的高空。为了安全,航空公司一般会选择天气变化相对稳定、气候条件好的空域。

  在以上三原则下,航空公司是不是一定会选择横穿太平洋呢?不会!因为地球是圆的,不是平的,所以地图上看似最短的距离,并不是实际飞行路线的最短距离。在实际飞行中,最短路径是“大圆航线”。

  我们知道,两点决定一条直线,三点决定一个平面。如果我们把地球看成一个球体,那么,地面上任意两点,再加上地心就构成一平面,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。利用球面三角形的相关公式,可以很快算出各条航线的大圆航线。在低纬度地区,或者是航线较短的情况下,两点一线之间的距离和大圆航线的航程相差不大,但是在高纬度地区,及航线较长的情况下,大圆航线可以节省数百海里,甚至数千海里的距离。

  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180°,因此上海到纽约的大圆航线会跨越北极圈。但是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1000km/h的对地速度。所以虽然飞行距离长了点,但时间更短,燃油也更省,对于航空公司来说经济性更强。因为逆风,从美国回中国的航班就不是按这条路线飞行了,一般选择走大圆航线,也就是从北极圈附近走。

  事实上,向北飞行对于航空公司和旅客来说还有安全方面的考虑。因为沿着海岸线飞,美国的阿拉斯加地区和俄罗斯的楚科奇半岛有很多机场可以备降。而飞机如果从太平洋上空飞行,太平洋的岛国数量很少,机场数量也非常稀少,一旦出现事故,很难得到较好的救援。(涵薏/文)

查看余下全文