航線
俗話說:「天高任鳥飛。」但對於飛機來說,是否可以在萬裡長空任意飛翔呢?答案是否定的。因為飛機在天上飛行必須嚴格遵守空中「交通規則」——按航線飛行。航線就是飛機的飛行路線,也稱為空中交通線。飛機的航線不僅確定了飛機飛行的具體方向、起飛點和經停點,而且還根據空中交通管制的需要,規定了航線的寬度和飛行高度,以維護空中交通秩序,保證飛行安全。
航線按起訖點的歸屬不同可分為國際航線、國內航線和地區航線3大類;
國際航線是指飛行的路線連接兩個國家或兩個以上國家的航線,在國際航線上進行的運輸屬於國際運輸,一個航班如果它的始發站、經停站、終點站有一點在外國領土上都叫做國際運輸;
地區航線是指在一國之內,各地區與有特殊地位地區之間的航線,如我國內地與港、澳、臺地區之間的航線;
國內航線可分為幹線航線和支線航線,幹線航線是指連接北京和各省會、直轄市或自治區首府或各省、自治區所屬城市之間的航線,如北京—上海航線、上海—南京航線、青島—深圳航線等;支線航線則是指一個省或自治區之內的各城市之間的航線。
早期來說,為了導航方便,一般採取等角航線,即測量出發地和目的地之間的磁角夾角,然後只要保持飛機航線恆定就可以到達目的地了,此時航跡在地圖上的投影就是一條直線,但是隨著導航技術發展,就開始採用大圓航線,而大圓航線在地圖上的投影就是曲線了;
航線圖
因此,地圖上的大圓航線看似曲線,但實際上的距離要比直線的等角航線短得多;
航線不僅確定了飛機飛行具體方向、起訖點和經停點,而且還根據空中交通管制的需要,規定了航線的寬度和飛行高度,以維護空中交通秩序,保證飛行安全;
除了安全因素外,航線的制定還取決於經濟效益和社會效益的大小,一般情況下,航線安排以大城市為中心,在大城市之間建立幹線航線,同時輔以支線航線,由大城市輻射至周圍小城市。
倫敦希斯羅——紐約JFK機場的航線
在競爭激烈的全球航空市場,各大航企最為夢寐以求的,就是每條航線都能賺大錢,例如大英航空公司經營的一條黃金航線:倫敦希斯羅——紐約甘迺迪機場的航線,一年能為大英航空創造超過十億美元的營業收入,可謂全球最賺錢的一條航線;
而新加坡航空運營的新加坡——雅加達航線每小時收入為全球最高,達到38957美元,遙遙領先於希思羅——甘迺迪等航線,這也證明並非只有長途航線才能創造巨額收入;
相反,如果航線的經濟效益不好,航空企業就會承擔巨額虧損的風險,例如,前段時間,美國航空就取消了芝加哥往返北京的航線;
B787寬體客機
為了搭建這兩個排名全球前十的大都市之間的空中走廊,美聯航採用最先進的B787寬體客機執飛,這也是能運營該航線的最小載客量客機,該機型除了最多可承運266名旅客外,寬敞舒適的客艙和科技含量較高的服務設施也是其亮點之處;
儘管如此,這條航線每年依然損失超過上千萬美元,堪稱投資災難,這與美航前期定下的8000萬美元的營收目標相差甚遠;
這條芝加哥---北京的航線,由於上座率過低,再加上擁有更低成本的亞洲航企競爭,美聯航將之停飛,也是意料之中的事;
那麼,決定航企是否需要開通新航線的主要因素有哪些呢?
這裡有兩個關鍵點,「有多少旅客想飛去新城市?」,"旅客又願意花多少錢買機票呢?」顯然,這是兩道問起來輕鬆,答起來卻很難的問題;
對於境外長程航線設定,需要參考大量的精準數據,除了依靠自身的旅客信息外,還要藉助其他的輔助工具;
例如,航企可以通過查閱客票信息網站,例如Expedia,Google Flight,Skyscanner等,獲取旅客訂票數據;
這些網站有精準的客票資源,他們也樂意將相關信息售賣給航空公司,比如,Skyscanner,它提供的數據就包括每年19萬人搜索伯明罕到香港的機票,42萬人搜索德裡到奧克蘭,110萬人搜索曼谷到巴塞隆納,140萬人倫敦到Kochi的數據;
這些精準的數據都是航空公司開闢新航線,賺取營業收入的重要參考之一。
因此,在開闢一條新航線之前,航空企業會先分析旅客對航線的市場需求,明確開闢航線的途徑方向,然後在調查對向航空公司的詳細數據,了解開闢航線需要哪些機場的時刻資源,需要哪種機型執飛,哪些航空公司掌握這些資源和機型,哪些航空公司有意向開闢航線,再精心準備營銷資料,實施航線營銷計劃;
做完這些必備的準備工作後,航空公司做出具體分析研判,確定是否開闢航線,若開闢,則需向相關部門報批手續,審批通過後,機場要按照航空公司要求,做好資源供給,確保航線開通後能夠穩定運營。
當飛機起飛後,如何確定飛機能按照既定航線飛行?
首先必須知道飛機的當前位置,即經度、緯度、高度和速度的大小以及方向,並將其和既定的航線進行對比,這些信息的獲得都要通過導航系統;
常見的導航方式為:無線電導航、慣性導航、衛星導航、天文導航、圖像匹配導航和組合導航;
無線電導航
無線電導航:需要由地面導航臺發射一定的無線電波,在飛機上通過接收設備,測定飛機相對於導航臺的方位和距離等參數,從而可以確定飛機的導航參數;最早的無線電導航定位系統是20世紀初發明的無線電測向系統,20世紀40年代起,人們研製了一系列雙曲線無線電導航系統,如美國的「羅蘭」和「歐米加」,英國的「臺卡」等;
無線電導航使用的無線電波是通過直接傳播或通過大氣電離層反射傳播,具有作用距離遠、精度高和設備簡單可靠等優點,且受到氣候條件影響微小,尤其在夜間或其它複雜的氣象條件下用無線電導航是最優的選擇;
慣性導航
慣性導航:其基本工作原理是以牛頓力學定律為基礎,通過測量飛機的加速度、角加速度,將它們對時間進行一次積分,求得飛機的速度、角速度,之後進行二次積分求得飛機的位置信息 ,然後將其變換到導航坐標系,得到在導航坐標系中的速度、偏航角和位置信息等;
慣性導航是目前最成熟的導航技術,它和指向臺的組合技術可以保證飛機導航精度達到RNAV2,即在航行全過程中,95%以上的時間裡定位精度在2海裡以內;
其優點是不依賴於外部設備所提供的信息,因此完全不受環境條件的影響,但它的缺點是定位誤差會隨時間積累而增加;
精密的慣性導航設備
慣性導航綜合了精密機械、計算機技術、微電子、光學、自動控制和材料等多種學科和領域的技術;
因此,美國國防部把從事慣性技術領域研究和開發的國家分為 4 個層次:屬於第一層次的有美國、英國和法國,屬於第二層次的有俄羅斯、德國、以色列和日本 ,屬於第三層次的有中國、澳大利亞、加拿大、瑞典、烏克蘭,屬於第四層次的有韓國、印度、巴西、朝鮮、瑞士、義大利等;
所謂第一層次就是完全具備自主研究和開發慣性技術能力的國家,第二層次的國家是指具備大部分的自主研發能力的國家,第三層次的國家是指具備部分研發能力的國家,第四層次的國家是指具備 很有限的從事慣性技術研發能力的國家。
衛星導航
衛星導航:用專用的導航衛星取代地面導航臺,通過無線電信號向飛行器發射導航信息,這種方式與無線電導航又一定的相似之處;
這種導航方法是20世紀80年代發展起來的先進導航技術,充分利用信號發射高度以及信號覆蓋面廣的特點,完成地面導航臺所無法實現的功能,它沒有積累誤差,天氣影響較小,能進行全球以及全天候導航,其缺點是導航系統複雜,信號較弱,易受幹擾等;
這種導航方式不僅用在航空領域,還在民間有廣泛的應用,例如我們的車載導航儀就使用GPS和北鬥衛星導航系統;
目前,世界上性能最好、功能最完善的衛星導航系統有美國衛星全球定位系統(GPS)、俄羅斯的全球導航衛星網(GLONASS),歐洲空間局的「伽利略」衛星導航系統,我國的「北鬥」導航定位衛星系統;
天文導航
天文導航:通過觀測天體並測定天體和飛機之間的角度來確定位置和航向的方法;
古人利用天體導航
實際上,利用天體來確定方向有著悠久的歷史,在數千年前,我們的祖先就會利用太陽、月亮和其它天體來指引方向;
圖像匹配導航
圖像匹配導航:利用地球表面的山川、平原、森林、河流、海灣和建築物等地表特徵形狀進行導航的方法;
使用這種導航方式時,首先需要知道飛行區域的數位化地形數據(原圖),飛行時通過探測設備再次測量取得實際的數位化地形數據(實時圖),再將實時圖與原圖進行比較,由此確定飛機的方位;
組合導航
組合導航:上述導航各有優缺點,單獨使用往往都有一定的局限性,為了提高航空導航的精度,通常將幾種導航方式進行組合,構成組合導航方式;
例如,將慣性導航系統和衛星導航系統組合,可以構成體積很小的導航設備,應用於小型無人機領域。
飛行航線的設立拉近了國家和地區之間的距離,使得我們能到訪地球任意一個角落,科技的進步,讓人類如虎添翼。