先来看「安全」。乘客和航司都希望航班平安落地，这是对交通工具的最基本要求 。国际民航管理机构也出于安全考量，规定民用航班必须遵循空管部门设计和公布的航线飞行。

飞机在天上的飞行过程，可以和汽车行驶类比。汽车如果无视道路和交规随意行驶，发生事故的概率会很高。航线不止规定了飞行方向，还明确了三维空间内，两架客机必须保持的间隔距离和间隔时间。

另外，汽车有休息站，飞机有备降机场。有关部门在设计航线时，一定会考虑备降机场等问题。飞机如果在空中出现机械故障，无论下面是大洋还是陆地，按航线飞行都更容易找到机场应急。

航线同时扮演了「道路、交规和休息站」的角色，按照航线前进，可以有效保障飞行安全。

▌尽快到达 精打细算

再来看「效率」。在能够平安落地的前提下，乘客希望尽快到达目的地，航司想要实现利益最大化，需求一拍即合，理想中的航线因此划定。

大圆航线缩短路程

复习一点几何学的东西。

大家都知道，「两点之间线段最短」这个公理在平面中成立。地图是平的，可地球是球体，线段公理不适用。

那么，怎么在地球的球面上找最短距离呢？地球是个椭球体，椭球面上的问题解算挺复杂，所以咱们先把它近似当作一个正球体，然后「看图说话」

下图中，「甲A乙」「甲B乙」「甲C乙」三个弧哪个看上去最短？

显然是「甲A乙」，然后咱们记住这个结论：在球面上两点间的所有弧线中，弧线对应的半径越大，弧的弯曲程度就越小，也就越趋近于线段，距离也就越短。

本着越短越好的规划理念，在航线设计中，选择在出发地、目的地和地心间做一个平面，平面与地球表面相交的大圆劣弧就是最短距离，我们把两点之间沿地球表面的最短路径称作「大圆航线」，它最为理想。

利用急流加快速度

对于飞机来说，「最短路程」不一定「最快到达」：飞机的地速（飞机相对于地面的速度）相当于空速（飞机相对于大气的移动速度）和风速的叠加。飞行过程中，如果能借上顺风，哪怕绕些路，也可能更快到达。

地球表面刚好有位于对流层上部，或平流层中部的自西向东的强风带：急流。它能够显著影响飞机的飞行速度，可以看作是「空中高速路」。大部分航线在设计过程中，都会尽量经过这些高速，让飞机飞得更快，节省时间。

▌「大圆」好是好 实际飞不了

飞机按大圆航线飞行距离最短，省时省油还高效，简直完美。可惜在现实中，因为「环境」「规定」和「技术」的限制，飞机并非严格沿着大圆航线飞行。

地形、天气影响很大

飞机在飞行过程中会受到地理环境和天气条件的制约，航线会尽量避开危险的地貌和天气。

比如，飞云贵川一带的航班总会绕几个弯、暴雨和台风时「因航路天气原因延误」等等，它们总能带来千奇百怪的航线图……

各项规定必须遵守

第一，是对备降机场距离的限制。当前，国际民航管理机构普遍要求，在飞机的全航路中，任何一点到最近备降机场的距离，不得超过单发飞行120分钟的航程，以求在飞机不可控之前能够安全着陆。它的官方名称是「适航规章限制」（ETOPS规定限制）。

第二，是空管的限制。前面提到，在空中飞行的两架飞机要有一定的间距。在实际中，客机有时需要根据空中管制员的指挥来保持距离。调整过程绕个弯很正常，这就偏离了「理想」航线。

技术要求必须笔直

为了保证飞机的高导航精度，目前多数民航客机的飞行，仍然会叠加使用最成熟的惯性导航（IR）和指向台导航（VOR/DME）技术。VOR导航技术的一个缺点是，飞机只有从一个导航台直直的飞向另一个时，才能获得高精度。

所以，民航客机的飞行轨迹，其实是一条折线段。回忆一下你第一次用剪刀剪曲线：成品往往有连续而细碎的线段