Dlaczego samoloty nie latają po linii prostej?

Przeglądając ostatnio internet, zobaczyłem bardzo ciekawą grafikę, gifa przedstawiającego loty samolotów w ciągu 24h. Sama grafika podrzuciła mi myśl że nie wszyscy wiedzą, czemu tak właściwie lot samolotu na mapie to jest łuk, a nie linia prosta. Dużo krócej byłoby lecieć po prostej, zamiast nadkładać drogi i lecieć łukiem.

Jako student nawigacji, mogę i chciałbym Wam wyjaśnić o co dokładnie w tym chodzi.

Loksodroma.

Zastanawiając się nad drogą, trzeba zacząć od tego na czym zaznaczamy drogę przebytą. Zacznijmy od mapy. Mapa jest rzutem powierzchni ziemi na płaszczyźnie. Rzut ten ma to do siebie, że nie uwzględnia krzywizny planety, co ma kolosalne znaczenie dla pojęcia drogi. Droga zaznaczana na mapie linią prostą, w nawigacji nazywa się loksodromą. Loksodroma to na mapie linia przecinająca wszystkie południki pod tym samym kątem, jednak po naniesieniu tej prostej na krzywiznę Ziemi, pojawia nam się spirala wychodząca z biegunów. Na mapie, loksodroma jest najkrótszą drogą łączącą punkty startu i końca. Podczas krótkich lotów i na krótkich fragmentach żeglugi, taka droga jest preferowana, ze względu na łatwość nawigacji, gdyż kurs początkowy i końcowy są takie same. Jednak co z dłuższymi dystansami?

Ortodroma.

Jeżeli w trakcie planowania podróży uwzględnimy krzywiznę ziemi, okaże się że jest możliwa krótsza droga, niż ta wynikająca z mapy. Krótsza droga, nazywana jest ortodromą. Ortodroma należy rozumieć jako interesujący nas wycinek koła wielkiego. Koło wielkie to natomiast koło które przechodzi przez środek kuli, w naszym przypadku, przez środek ziemi. Na mapach o rzucie Merkatora, czyli najpowszechniej występujacych mapach, ortodroma jest krzywą, kształtem przypomina nieregularną sinusoidę. Na odcinkach w żegludze oceanicznej i w lotach międzykontynetalnych, bardziej się opłaca poruszać się po ortodromie, co wynika w różnicy odległosci między loksodormą a ortdromą, dochodzących do setek kilometrów, przykładowo odległość z Gdańska do Austin w Texasie to dla loksodromy 5282 mil morskich, a dla ortodromy 4763 mil morskich, czyli około tysiąca kilometrów!

Podsumowanie.

Trasy samolotów na mapie są krzywe, gdyż przewoźnikom zależy na czasie i pieniądzach, a oba te parametry można poprawić lecąc po ortodromie, która na mapach jest krzywą, a nie linią prostą.

Temat ten jest znacznie szerszy, niż to co tutaj napisałem, starałem się przedstawić ciekawe zagadnienie, które dotyczy podróżowania, a często nie zdajemy sobie z tego sprawy. Jeżeli chcecie wiedzieć więcej, proponuje poczytać o obu drogach w internecie, jednak temat jest skomplikowany, co wynika z połączenia geometrii sferycznej z geografią.