駕駛員在高空中遠望地平線是一條彎曲的線,飛機越是飛得高,這種彎曲的感覺就越明顯,這和站在地面上的人對地平線的感覺有很大差別。在高速運行的飛機上對飛行距離、飛行方向、飛機所在地點的時間等等要做出決定時,駕駛員時刻也不應該忘記地球不是一個平面,而是一個球。
地球圍繞著一根抽象的地軸自轉(zhuǎn),這根軸穿過地心穿出地面的兩個點被稱為南極和北極,南北極決定了地球的南北方位。通過地心和地軸垂直的面把地球分成兩半,靠南的是南半球,北面的當然就是北半球了。南北半球的分界線就是赤道。為了給地球上各點的位置確定南北坐標,把南北半球分別用平行于赤道的平面分成90份,這就是緯度。赤道是0°,北極是北緯90°,南極是南緯90°。用緯度確定了地球南北方向上的坐標后,還需要確定和南北相垂直的東西方向。東西方向的起始點沒有天然的界定點,只好人為地替它定一個起點。1884年召開的國際會議上決定以通過英國倫敦格林尼治天文臺伸向地球南北極的經(jīng)線做為計算地球東西方位的起始線,這條經(jīng)線叫做起始經(jīng)線,也叫本初子午線。這條經(jīng)線被定為經(jīng)度0°。它和地心形成的平面,把地球分為兩半,即東、西半球,每個半球按圓周等分為180份,向東為東經(jīng),向西為西經(jīng)。東經(jīng)180°與西經(jīng)180°相重合。經(jīng)度決定了地球上東西方向的坐標。經(jīng)度和緯度在地球表面構(gòu)成了一個坐標網(wǎng),地球上的每一點的位置都可以用經(jīng)度和緯度標出來。例如北京的坐標是北緯39°55’,東經(jīng)ll6°23’。
地球上的坐標被確定之后,每一點相對于另一點的角度關(guān)系就可以用方向來表示。南北方向用南北極定位,與南北垂直的方向就是東西。航空地圖上的方向以正北方為基準,正北為0°,順時針旋轉(zhuǎn),所測到的方向的角度叫做方位角。轉(zhuǎn)一圈為360°,這樣每一個方位都有了準確的角度表示。
地球是一個球體,地球表面的距離指的是弧線的長度。長度的單位在國際上通用公制,公制長度的基本單位是米。l米是經(jīng)過巴黎的經(jīng)線周長的四千萬分之一,因此地球的經(jīng)線長度為4千萬米。測量長距離時,習慣上使用千米做單位,地球的周長是4萬千米。除了公制長度單位外,在航空上還常使用海里或英里作為長度單位。英里是英國人制定的單位,在航空業(yè)中由于英國、美國占有傳統(tǒng)上的優(yōu)勢,所以這種計量單位還在使用。1英尺等于0.3米,l英里等于l.609千米。海里是航海家在航海中為了實用所制定的長度單位。航海家把緯度1分(1/60度)間的距離定為l海里,用它來測量海程十分方便。l海里等于l852米。每小時1海里的速度單位叫做節(jié)。使用海里能方便地算出飛過的經(jīng)度或緯度,因此航空上也普遍使用這種單位。
在平面上兩點之間的最短距離是直線。但是地球是個球體,球面上最短的距離如何確定呢?把地面上的兩點用直線連起來,事實上不一定是最短距離。地球表面上的兩點之間可以有很多連線,它們都是弧線。起始點與終點相同的許多弧線相比較,弧線的半徑越大,弧的彎曲程度就越小,這段弧線的長度就越短。地球表面的弧線的最長半徑當屬從地心開始的地球半徑,因此包含地心的平面與地球表面相交,在地球表面上所形成的圓,就是地球表面上半徑最大的圓,叫做大圓。地球表面上任意兩個點都可以與地心構(gòu)成一個平面,這個平面和地球表面相交后形成一條弧線。這條弧線就是這兩點之間的最短距離。沿著這條弧線飛行的航線叫做大圓航線,也就是最短的航線。經(jīng)度線和赤道線都是大圓。在展開的平面地圖上,這些線都是直線,其他的大圓就不是直線而是曲線。這意味著駕駛員在飛大圓航線時,雖然航線縮短了,但要不停地調(diào)整航向才行,這給操縱飛機的人帶來很多不便。保持航向角不變的航線叫等角航線,在展開的平面地圖上把兩點用直線畫出來就是等角航線。在這條線上航行方向始終不變,對駕駛員來說比較方便。P2_V_這兩種航線各有優(yōu)缺點,駕駛員如何選擇才好呢?下面舉一個例子來解釋一下。中國北京與美國舊金山都位于北緯40°。附近,從北京到舊金山的大圓航線,飛機要先朝東北飛,然后再轉(zhuǎn)向東南,航行距離為9084千米。它們之間的等角航線就是北緯40°,距離為10248千米。二者相差1164千米。在等角航線上飛行的飛機要多飛1個多小時, 飛機多消耗l0余噸燃油。無疑應該選擇大圓航線。而北京飛往拉薩的航線,等角航線比大圓航線僅多飛l2千米,此時,因為這兩種航線的距離差別不大,多數(shù)駕駛員都會選擇等角航線。
來源:中國民航局