Самолёты не летают по прямой: сферическая геометрия
Публикации

Самолёты не летают по прямой: сферическая геометрия

Если вы хоть раз следили за треком самолёта на интерактивной карте Flightradar, наверняка замечали: маршрут выглядит как дуга, а не прямая линия. Особенно это заметно на дальнемагистральных рейсах — например, из Москвы в Нью-Йорк, из Лондона в Токио или из Сиднея в Дубай.

Первое, что приходит в голову: «Наверное, облетают запретные зоны, военные конфликты или санкционные территории». Да, геополитика вносит коррективы, но она — не главная причина. Даже если убрать все границы и запреты, самолёт всё равно полетит по дуге. Почему? Ответ кроется в школьной геометрии, которую мы все, кажется, успешно забыли.

Наша интуиция подводит нас, потому что мы привыкли смотреть на мир через плоские карты. На экране телефона, в атласе, на навигационных сервисах — Земля развёрнута в прямоугольник. И на этой плоскости кратчайший путь между двумя точками действительно — прямая линия.

Но Земля не плоская (спойлер для членов Общества плоской Земли). Это шар, искажённое отображение которого на плоскости всегда врёт нам о расстояниях и направлениях. А авиакомпании — не благотворительные организации. Каждый лишний километр — это топливо, время, деньги и выбросы. Полёт по геодезической линии (большому кругу) сокращает расстояние на сотни километров на дальних маршрутах.

Безусловно есть исключения. Если маршрут проходит вдоль экватора или вдоль любого меридиана — большой круг совпадает с прямой линией на большинстве картографических проекций. Но таких совпадений мало.

Также существует локсодромия — путь с постоянным курсом (например, всегда лететь строго на северо-запад). На карте это выглядит как прямая, но на сфере — спираль, уходящая к полюсу. До изобретения GPS мореплаватели использовали локсодромию для удобства навигации, жертвуя расстоянием. Современные самолёты так не делают — у них есть инерциальные системы и спутниковая навигация, позволяющие постоянно корректировать курс для следования по оптимальной дуге.

Следующий раз, когда увидите на Flightradar изогнутый маршрут не спешите обвинять пилотов в пьянстве или диспетчеров в заговоре, вспомните про большие круги и сферическую геометрию. И да, если бы Земля была плоской, самолёты действительно летали бы по прямым :)