【機長說什麼】今天飛機飛多高？該怎麼選？誰說了算？｜飛行知識｜Ep.62

嗨大家好我是Ryan 好久不見 平時坐飛機的時候不知道大家有沒有想過 我們的飛機到底是此時此刻 在一個什麼樣的高度下飛行 飛機在飛行的時候選擇什麼樣的高度 可能有一個經常聽到的說法是飛機 其實飛機在平時飛行的時候 是不一定在三萬英尺的高空飛行的 有時候可能會飛到四萬英尺 有時候可能只飛到一萬多英尺 飛機在飛行的時候 到底選擇一個什麼樣的高度 是怎麼選擇出來的 我們今天就來聊聊這個話題 其實飛行高度選擇是經過一系列的決定 最後得到的這樣的一個結果 那麼在這個過程當中是有好多好多的選擇 所以說每一個選擇都會影響到 最後的飛機的飛行高度 首先來說最開始是航行籤派員 通過飛機的性能去計算出來的一個 叫做Optimum Altitude 叫做優化的或者是最佳的飛行高度 那麼這個最佳飛行高度 其實是一個代引號的最佳 這個是一個非常理想化的狀況 也就是說一般來說飛機制造商 會有一個專門的軟件 那麼這個軟件是可以通過一些 輸入一些相關的參數 比如說飛機的航線今天的距離有多遠 那麼飛機今天預計的重量是多大 飛機上要載有多少的燃油 整個航程會消耗掉多少燃油 導致最後飛機的重量會有什麼樣的變化 那麼各個高度上的風向風力溫度氣壓 然後等等各種各樣的這些個 能夠找到的外界數據 全部把它輸入到這個軟體當中 然後經過一個計算 那麼就能算出來 這個飛機在哪一個循環高度上飛行 是最節省燃油最經濟時間最短的 所以說這樣的一個高度 一般來說是籤派員用來考慮 最後飛機循環高度的一個參考 那假如說我們算出來 這個最優化的循環高度是三萬五千英尺 那麼接下來呢 還需要參考這個飛機的最大循環高度 也就是說也許這個飛機飛不到三萬五千英尺 那飛機的最大循環高度呢 其實不是一個確定的數字 那在每一次航班上 飛機的最大循環高度都是不一樣的 甚至可能在這一個航班當中 不同的時間裏面 飛機的最大循環高度都是不一樣的 那什麼是飛機的最大循環高度呢 飛機最大循環高度 其實是由好幾個不同的最大高度裏面 找到那個最低的那個高度 就是此時此刻飛機的最大循環高度 那麼這些高度裏面呢 就包括飛機的認證高度 那麼這個認證高度相當於是我買了一架飛機回家 然後我翻出來這個飛機的使用說明書 那麼使用說明書上面寫的 這個飛機的性能參數裏面 這個經過測試 這個出場認證的飛行高度 那這個高度一般來說呢 是一個確定的數字 比如說像空8的A320 它的出場認證高度呢 就是39,800英尺 那麼像波音787呢 就可以飛到43,100英尺 波音737呢 可以飛到41,000英尺左右 所以說每一款飛機 它的最大循環高度的認證高度是不一樣的 那麼這個高度就是這個飛機的飛行天花板 相當於是飛機在飛行的時候 是不允許飛到這個高度之上的 那麼這邊多說兩句啊 假如說我真的一不小心 不小心飛過了這個高度 飛機會爆炸嗎 這樣來說是沒有問題的 飛機在射擊時候都有一定的餘度 很有可能你飛機的性能 根本就讓你飛不到這個高度上面去 也有可能你短暫的超過它呢 馬上回到你的限制高度以下 也是沒有問題的 那麼除了這個說明書高度之外 還有哪些高度是限制飛機的最大高度呢 還有一個高度呢 就叫做飛機的 在這個高度下 還可以有每分鐘300英尺的爬升速率的高度 也就是說我飛機飛到這個高度的時候 那麼如果出現什麼狀況 我把我的飛機推力 推到最大爬升推力 然後這個時候飛機還能夠產生 每分鐘300英尺的爬升率 那麼這樣的這個高度 就還是我可以飛行的高度 但是假如說我飛到了某一個高度上 然後這個時候我想要讓飛機繼續爬升 然後我加到了最大爬升推力 但是這個時候飛機只能產生 200英尺每分鐘的爬升率了 甚至或者說飛機已經不能爬升了 那麼任何時候它不能維持 300英尺每分鐘的爬升率的情況下 那麼這個高度就是 它的最大高度的另一個限制 那爲什麼會有這樣的限制呢 其實這個我也不是非常確定它的目的 但是很多時候呢 大家都認爲它應該是爲了 避免一些比較緊急的狀況 比如說當我們飛機在飛行的時候 如果對面有飛機和我們在 差不多的高度或者是一樣的高度 有可能會觸發這個飛機 B狀系統的警告 那麼飛機觸發這個 B狀機動警告的時間呢 是距兩架飛機相撞還有20秒的時候 就會發出兩個飛機 機動動作的警告 那麼這個情況下假如說 你這個飛行高度得到的是爬升的指令 那麼另外一架飛機呢 無動於衷啊沒有反應假裝沒有聽見 那麼這個時候如果你還有 每分鐘300英尺的爬升率的話 那麼20秒鐘 也就是一分鐘的 三分之一那麼就是說 在一分當中呢你還可以再爬升 100英尺所以說當你和 另外一架飛機迎頭相遇的時候呢 你們之間是還可以錯開 100英尺的高度的 所以飛機還有保持這樣的一個爬升率 是很重要的當然這個 還有一定的爬升率其實也 讓飛機能夠有一定的 安全餘度那麼這個呢又涉及到 另外一個問題啊就是我們飛機的最大 速度和最小機動速度 是不能夠重疊的 那麼這個問題之前Ryan 在以前的節目裏面大概聊過一次 那其實這是一個有一點點燒腦的話題 首先來說呢這個最大 速度就是我們飛機能飛行的 最高的速度瞭如果飛機 超過這個速度呢飛機的結構 可能就會受到損傷 那麼最小機動速度是什麼 這是一個製造商 通過空氣動力計算出來的 數據也就是說當飛機 速度小於最小機動速度的時候 那麼飛機的機動性能就開始 下降所謂的機動性能下降呢 就比如說當我飛機平飛的時候 也許是可以正常的 但我只要轉個彎有一點點坡度 那可能飛機就要失速了 所以說這個最小機動速度呢 是一個保護性的速度也就是說 其實到了最小機動速度 飛機就離失速已經不遠了 而且是很有可能隨便顛一點 然後轉個彎就失速了所以說 這兩個速度呢是要 保持一定距離的 所以可以想象最大速度就是在 速度表最上面的那個限制 最小機動速度呢就是在 速度表最下面的這個限制 那這兩個應該離得很遠對吧 但是其實在我們飛機爬升的時候呢 這兩個速度是會慢慢慢慢靠近的 主要是最小機動速度 它在不斷的增大 那爲什麼會發生這樣的事情呢 因爲升力公式大家我們都很熟悉了 那麼在飛機飛行的時候呢 和升力有關的兩個變量 就是空氣密度和飛機的飛行速度 那麼飛機在不斷爬升的時候呢 空氣密度是越來越稀薄的 空氣密度在下降 那麼要想保持不變的升力 就需要增加飛機的飛行速度 所以說這個最小的機動速度 就要不斷的增加 纔可以維持住飛機的 一個安全的升力 所以這個最小機動速度會跟着 飛機的爬升一點一點一點點變大 那麼當飛機爬升到 某一個高度的時候呢 這個最小機動速度慢慢慢慢就要 貼到最大速度限制 這個限制位置上了 所以在這個時候飛機就不能再爬升了 那麼在這個狀況下呢 其實就被叫做coffins corner 叫做棺材的邊緣 那這個事情Ryan之前節目裏也有聊過 那這個coffins corner 其實是一個很尷尬的位置 所以說當機師在這個狀況下 稍稍一加速飛機就超速了 那麼如果稍微一減速呢 飛機就進入了這個最小機動速度的 危險區裏面 所以飛機在這個狀況下是很難飛行的 那這種狀況在平時飛行的時候 會經常出現嗎 其實還蠻容易出現的 那比如像以前Ryan在飛波音737的時候 其實737是一個蠻舊的飛機 它的那個機翼設計也蠻落後的 所以說 其實737在飛到 它快要接近它的 這個使用上限 就是大概4萬英尺左右的時候 它的最小機動速度和它最大空速 就基本上已經疊在一起了 大概上下不到五六節左右的 這樣的一個速度的餘度 那空8A320呢 它的機翼設計其實就要比737先進很多 所以其實A320呢 即便飛在它的最大飛行限制 3萬9千英尺 那它的最小機動速度 也就是空8經常叫做綠點速度 那麼這個綠點速度和最大機動速度之間 其實還有好幾十節的 這個可以浮動的餘度 所以其實320還是蠻不錯的一款飛機 那當然它的其實最大上限 要比737低好幾千尺 這是另外一回事 但是呢前幾天亂去飛空8A321的 那個飛機 A321呢其實就是在 A320的基礎上 機翼完全沒有做任何的改變 把機身拉長了這樣的一個飛機 所以飛機變重了很多 然後長度又變大了很多 但是機翼沒有發生任何變化 所以這個飛機在飛到接近 它的循環高度上限的時候 它最小機動速度和最大空速限制 也差不多要貼在一起了 所以真的很多飛機呢 在飛到一定程度的時候 就會出現這種狀況 所以這個也是限制飛機 最大循環高度的這樣的一個條件 所以說呢 這個飛機假如說我們之前計算的 這個優化高度是35000英尺 那可能這個飛機當天的 最大循環高度達不到35000英尺 那這種情況下怎麼辦 那這樣就只能退而求其次 在這個最大循環高度限制 下面去找一個 可以接受的最優化的高度 那假如說今天我們的 最大循環高度是34800英尺 那35000英尺就飛不了 所以說我們今天呢 看來應該只能飛34000英尺了 但是我們真的可以飛34000英尺嗎 這裏面就還有一個問題 就是這個飛機到底是 向東飛還是向西飛 那麼飛機向東還是向西飛呢 它必須要選擇不一樣的高度層 那麼當飛機向東飛的時候 也就是說我飛機的航向 是在零度到179度的時候 那麼飛機的飛行高度呢 都是基數的 也就是說我可以飛31000英尺 33000英尺 35000英尺 37000英尺 41000英尺 這樣子的就是 結尾都是基數的高度層 那麼當我飛行向西方向飛行的時候 比如說我的飛行航向是 180度到359度的時候 那麼我的飛行高度層 都是偶數高度層 就比如說是28000英尺 30000英尺 36000英尺 42000英尺 就是類似於這樣的高度 那像我們剛剛講的 如果我這個航線是向西飛的話 那麼我最後34000英尺 也許是可以飛的 但是假如說我這個航班 今天我是向東北方向飛行 那麼我就沒有辦法飛34000英尺了 那我的航線計劃高度 就只能再向下找一個 就是33000英尺 那接下來我真的一定要飛 33000英尺嗎 那這個高度基本上在籤派員這邊就已經定下來了 就是這個高度放在飛行計劃裏面 給機師去參考 那機師今天看到這個高度之後 就會去考慮一下 我今天真的要飛33000英尺嗎 首先來說機師做 高度的決策一個重要的參考 就是天氣 假如說我今天要飛的這個航線上 有一個天氣預報 那麼比如說在 35000英尺的高空 有一條噴射氣流 那麼這個噴射氣流在我要飛行的 航線附近有一個彎折 在這種彎折的區域的下方 一般就會形成晴空顛簸 那假如說我在我的航空天氣報告上 也看到有標誌出來 在這個區域比如說大概 34000英尺左右的一個地方 可能會有一些中等強度的顛簸 那麼這時候機師就會考慮 我可能不會飛在這個高度 那向上飛可能已經飛不了了 所以說他可能就會考慮 我要不要再向下飛一些 那麼至少和這個顛簸的區域 保留出來四五千英尺左右的一個間隔 那麼這樣的話 我的飛行可能就會更平穩一些 那乘客體驗也會更好一點 那可能機師就會決定 OK那麼今天就飛一個更低的高度 比如說我們向下再減去幾千英尺 那麼可能飛到29000英尺 那這個高度決定下來之後 就會去和籤派員討論 比如說機長就會告訴籤派員 說我今天選擇29000英尺 那麼29000英尺 這個高度的變化會帶來燃油消耗的增加 所以說一般這個時候 機長還會再重新的 讓籤派員去 跟他一起計算一下燃油的變化 然後調整一下燃油 那當然這就是另外的話題了 不過這個高度29000英尺 也是一定能飛得成嗎 那麼這個後面還有一個問題 就是這個航線允許 其實最低飛多高 那麼剛剛我們說最高的高度 那最低的高度呢 其實是這個航線決定的 在每一條航線上都有一個 專門的最低航線高度 或者叫最低航路高度 這樣的一個數據 那我們打開這個我們平時用的航圖 上面都會有這樣的標誌 那麼每一段航路上都有這個不同的 最低航路安全高度 所以說很可能比如說 舉個例子從我今天從東京 假如說我要飛到福岡 那麼可能我最開始這一段的 最低航路安全高度呢 是17000英尺 那麼也許下一段就變成了8000英尺 那再下一段可能就變成了19000英尺 所以它每一段都是不一樣的 那我有可能也許需要在這個航路上 按照這個最低安全高度 不停地改變我的高度層 或者我就選擇一個 比所有的這個每一段的 最低安全高度都高的一個高度 我就可以一路順暢地飛下去了 那麼當然很少有航線的安全高度 會有29000英尺那麼高 但是這個最低航線安全高度 是怎麼確定的 一般說它的確定呢 有兩個主要的參考 第一呢就是你在這個安全高度上飛行的時候 它可以保證你絕對不會在這個航路上 撞到任何的危險的建築物啊 障礙物啊地形啊山啊 這樣的東西 所以你是很安全的 另外一個呢在這個高度上 你是絕對可以收到 兩邊的無線電導航臺的導航信號的 也是可以收到 航管員的無線電通信信號的 所以說最低航路高度呢 其實是爲了保障 一方面是安全 另外一方面是導航的性能 所以說那機師確定了飛行高度之後呢 再去參考一下今天要飛行的航路 假設我要飛的這個高度 也在整個航線的最低安全高度之上 那麼這個高度 基本上就是沒有問題的 那機師考慮巡航高度呢 其實有時候還有些特別的原因 比如說有些航路非常非常短 像一些很短的國內航班 可能整個航線飛下來不到四五十分鐘 那飛機起飛爬升 然後可能到了最高的巡航高度之後 飛不了幾分鐘 然後就要轉入下降 開始準備進場着陸了 那麼在這樣的航線上呢 有些公司裏面還是需要空服員 對客艙的乘客做一些服務的 那麼這樣的話呢 可能機師看到的這個飛行計劃上的高度呢 是軟體計算出來的最佳巡航高度 那麼他完全不考慮人的感受 就是讓這個飛機像一個三角形一樣 飛到最高的地方 然後開始下降 那這樣的話呢 空服員的服務其實是很難做的 因爲有的時候不停地改變高度呢 可能會穿越一些雲層啊 穿越一些顛簸的亂流啊 可能就會讓機長會一直打開 駕駛艙裏面的這個客艙安全帶指示燈 那可能最後留給空服員 去服務的時間就很少了 所以很多時候這個時候 機師呢就會選擇飛一個更低的高度 那麼有的時候可能會飛得非常低 那麼這個高度只要剛剛高過 這個航線上的最低安全高度就好了 那麼飛機很快 起飛之後很快就爬升到巡航階段了 那麼巡航階段就會被拉長很多 這個時候空服員就有更多的時間 可以安排他的客艙服務啊 然後可以去照顧乘客啊 那麼所有人的工作就會更輕鬆一點 那麼最後呢 還有一個非常特別的狀況 叫做階段爬升 或者叫階梯爬升 這個東西在我們剛剛開始的時候 其實大概聊到了一點點 就說飛機假如說今天真的很重 那麼做出了這個最優的高度 假如說三萬五千英尺 但因爲飛機太重爬不到這個高度 那隻能飛到三萬兩千英尺 三萬一千英尺 那今天呢 因爲比如說我們是向東飛 所以只能飛三萬一千英尺 那飛機就沒有機會爬到這個 最佳的優化高度嘛 其實是有機會的 假如說這個航線足夠長的話 那麼飛機在起飛之後先爬升到了三萬一千英尺 那飛了一段時間之後呢 因爲燃油的消耗所以飛機重量變輕了 那麼飛機重量變輕之後呢 這個時候在一計算發現 飛機的性能已經足夠爬到三萬五千英尺了 或者說可能還不夠三萬五千英尺 但是可以上到三萬三千英尺了 那這個時候呢 機師就可以選擇申請爬升到三萬三千英尺 那麼在三萬三千英尺 飛行一段時間之後呢 這時候飛機又可以繼續爬升了 所以這個過程叫做階梯爬升 那麼通過階梯爬升呢 就讓飛機呢一直處於一個動態的 接近最優化的 巡航高度的這樣的一個過程 所以也是可以提高飛機的經濟性的 那麼機師在飛行的時候呢 有的時候是籤派員 已經提前預測到了這樣的狀況 就把這個階梯爬升的程序 寫在飛行計劃裏面了 告訴機師大概在哪個航路點附近 就可以開始繼續申請爬升了 那有的時候呢是 籤派員不會去照顧這些事情 那就機師呢會通過 飛機上的飛行數據計算機裏面 專門的一個叫做階梯爬升的功能 把預計的巡航高度輸入進去之後 飛行數據計算機呢 會告訴機師在哪個點附近 什麼位置去申請爬升 所以現在的飛機呢其實真的是蠻先進的 那說了這麼多啊 其實最後終極的一關啊 到底飛機能飛多高呢 其實是要聽航管員的指揮 那機師呢 無論之前規劃的多好 想象的多美好 那最後呢都還是要航管員的允許 纔可以飛到他想要飛的高度上的 那機師如果需要飛行的高度呢 和飛行計劃是一樣的 基本上99%的時間裏 都可以飛到這個高度 那假如說機師在飛行的時候臨時起意 覺得好像發現了一個更好的高度 飛上去會更好 或者會想下降到一個更低的高度飛行 這種情況下呢 航管員只要是有機會可以安排 通常來說也都會滿足機師的要求 但是在這種狀況下呢 這就不是一定可以飛到的高度了 因爲很可能呢在某一個高度 是有同向的飛機 或者是不同方向的飛機 有交會的可能 那麼可能會增加這個航管員他指揮的風險 或者有時候呢 單純的就是某一個高度層 是屬於另一個航管區間的 那這個航管區域暫時不接受新的飛機 飛入這個高度層 那可能也就不能上升或者下降 但是絕大多數時間呢 如果機師有充分的理由 航管員還是會幫助機師去協調這個高度 讓機師能夠去儘快的轉換到 自己想要飛的高度上飛行的 OK那今天的節目呢我們先聊到這 下一期節目呢讓大家聊一聊 飛機到底飛什麼樣的速度 是怎麼樣決定的 OK那非常感謝你的觀看 我們下期再見 祝你每天愉快 Cheers