为什么航班会在途中绕圈?

感受下什么叫做旋转飞跃。

民航圈中有一句话,叫做“An airplane is a time machine(飞行没有暂停键)”。所以一旦上天,所有的计算、思考都是以不断流逝的时间为核心,燃油、速度、距离、高度这些重要的东西,都只有依附于时间之上才有意义。

为什么飞机要在空中绕圈

简单一句话“为了消耗时间(创造时间)”。飞机必须不断运动,所以要用“转圈”的方式,来达到将车停在路边的耗时效果。

具体原因其实有很多,主要有恶劣天气、飞行间隔、空域饱和、高度过高(过低)以及飞机故障五大原因。

┃ 恶劣天气

天气是飞行中最不可控的因素之一,它会莫名地形成、移动、消散,而这一切都需要时间(注意这个带着血泪的关键词——莫名)。对于可能不会持续太长时间的恶劣天气,除了备降,我们也可以在考虑燃油消耗之后,选择盘旋等待。

如果一片强烈雷暴天气正好覆盖目的地机场上空,预计持续覆盖30分钟,而假设我们的飞机正常飞15分钟就要落地了,那么很显然的,需要想办法消耗不少于15分钟的时间,等这片天气消失或者从机场上空移走。灵鸡一动,我们泊车等待吧(盘旋),飞机不论速度快慢,转一圈的时间基本都是2分钟左右,转几圈就哦了。

┃ 飞行间隔

民航大飞机这样的庞然大物,在空气这样一个阻力很小的环境中高速运动,带来一个很大的缺点——惯性过大、机动性差。高速公路上的汽车保持的前后间距,显然要远大于市内街道上的汽车,同理飞机前后机也需要保持规定的间隔。

间隔分为两种:航路间隔、着陆间隔。

航路间隔,就是巡航期间飞机之间必须要保持的间隔。主要是为了给上升、下降、交汇留出裕度。一般来说,这种间隔的需求,用限制速度的方法就可以控制得很好,但总难免有特殊情况会导致间隔突然不足,就只能采取偏出去或者转一圈的方法来重新拉开间隔。想象一下,转一圈就是2分钟,按450海里每小时的巡航速度来计算,一圈就能拉开15海里(近30公里)的间隔,非常可观。

着陆间隔,就是两架连续落地飞机之间的间隔。这是因为前机经过的空气,在接下来的两分钟左右时间内,会依然存在猛烈的旋转下沉气流,我们称它为『尾流』。后机如果在着陆的低高度危险阶段进入前机的尾流,很可能会受到剧烈的气流影响,非常危险,尤其是当前机是重型机而后机是小飞机的时候,飞机会失控。可以简单想象为一个小皮划艇进入快艇正后方的汹涌波涛之中,除了随波逐流听天由命,哪还能有半点挣扎的能力。

这些间隔的原因,也会导致飞机不得不转圈,消耗时间,创造间隔。

┃ 空域饱和

一个空域所能容纳的飞机是有限度的,当空域饱和之后,其他即将进入该空域的飞机就可能被指挥在空域外盘旋等待。空域容纳能力主要受两个因素限制:一是管制员作为人类所能指挥飞机数量的极限,二是空域本身的大小和设计所能容纳的飞机上限。

天气平和时,所有飞机都按照计划的航路飞行,大家都排着队飞,管制员同时指挥很多飞机也毫无压力。而当空域中有大片恶劣天气时,所有的飞机可能都脱离了航路绕飞,此时每架飞机的航向、高度、速度信息都不一样(甚至可能时刻都在变化),而且很有可能飞行员不会完全听指挥飞行,信息量爆炸、管制员工作负荷陡增,这个空域所能容纳的飞机数量也就随之大幅下降了。而后续的飞机还在继续向前飞行,即将进入这个乱成一锅粥的空域,

管制员就会指挥它们在空域外面盘旋等待,然后每从空域飞出去一架,就放进来一架。(题外话:此时所有按计划也要进入该空域的未起飞航班也会被按在地面上不让起飞,这就是大名鼎鼎的“流控”)

类比汽车可以想象为一个停车场,停满了,那么还想进入停车场的汽车,只能在入口处停住排队。

┃ 高度过高(过低)

前面说到飞机机动能力差,除了转弯半径巨大、减速缓慢以外,还有一个很重要的体现——爬升、下降能力有限,不能垂直起降(我是不是要求太高了点)。因此我们可以通过盘旋来凭空创造爬升和下降的时间

先说爬升,一个极端的情况,一个机场四周全部是高山没有出口(当然现实中没有这样的机场),那么飞机只能在机场上空盘旋上升,超过山头的高度之后才能继续向前飞行。

再说下降,有时候由于指挥、地形或者其他少儿不宜的原因,飞机离机场很近了高度还高得离谱(俗称为“下不去”),我们会选择转圈,一圈2分钟,下个3000尺(1000米)没什么压力,高度消失,安稳落地。

┃ 飞机故障

这个情况也是为了创造时间,给飞行员创造一段『工作负荷小,能够集中精力处置故障的贤者时间』

最极端的情况,假设飞机刚起飞就出现了重大故障必须要返回起飞机场落地,那么首先需要明确的一点是——『我们不要再往前越飞越远了』,然后需要创造时间,理解和处置故障,因此我们选择盘旋,找个安全的地方停下车好好处理,既不远离机场、又创造时间。

(qinghangwang)

(旋翼机、固定翼、直升机相关图纸、资料)

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