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航空单位完全指南：距离、速度、高度、时间及其他常用单位解析

ByBo

从 Nautical Mile、Knot 到 Feet 和 FPM，本文将解释航空中最常见的单位如何换算，以及飞行员为什么至今仍坚持使用这些看似“不日常”的计量方式。

为什么航空单位和日常生活完全不同？

刚开始学飞时，很多人都会有同样的困惑：

汽车速度用 miles per hour，天气预报用华氏度，地图距离也通常用 mile；但一进入航空领域，单位突然全部变了：

  • 距离使用 Nautical Mile
  • 速度使用 Knot
  • 高度使用 Feet
  • 爬升率使用 Feet per Minute
  • 温度却使用摄氏度
  • 时间统一使用 UTC

这些单位并不是为了让飞行变得复杂，而是因为航空导航、气象和空中交通管理的发展历史，与汽车和日常生活完全不同。

飞行是一项跨地区、跨国家、跨时区的活动。飞机可能从使用英制单位的美国起飞，飞越使用公制单位的国家，最后降落在另一个时区。如果每个国家都使用自己的单位和时间系统，沟通就很容易产生歧义。

因此，航空领域形成了一套相对统一的单位体系。虽然它并不完全属于公制，也不完全属于美制，但每一种单位都与实际飞行任务紧密相关。

Nautical Mile：飞行中的距离单位

航空中最常见的距离单位是 Nautical Mile，海里，缩写为 NM。它与美国日常生活中使用的 Statute Mile 并不相同。

Unit换算
1 Nautical Mile1.1508 Statute Miles
1 Nautical Mile1.852 Kilometers
1 Statute Mile0.869 Nautical Miles
1 Kilometer0.540 Nautical Miles

为了日常快速估算，可以记住：

1 NM 约等于 1.15 mile，也约等于 1.85 km。

例如，一段 100 NM 的航程约等于：

  • 115 statute miles
  • 185 kilometers

因此，当飞行计划显示目的地距离为 100 NM 时，它并不是日常理解中的 100 英里，而是稍微更远一些。

为什么航空使用 Nautical Mile？

Nautical Mile 最大的特点，是它与地球的经纬度系统直接相关。地球表面的一度纬度可以分成 60 分，也就是 60 minutes of latitude。在传统导航中：

1 minute of latitude 大约等于 1 Nautical Mile。

这使 Nautical Mile 天然适合海上和空中导航，例如，在地图上，如果两个位置的纬度相差 10 minutes，那么它们的南北距离大约就是 10 NM。

虽然现代飞行员已经大量依赖 GPS，不再需要手动通过经纬度测量航程，但航空导航系统、航图、航路和飞行计划早已建立在 Nautical Mile 的基础上，因此这一单位仍然被广泛使用。

Nautical Mile 和 Statute Mile 最容易在哪里混淆？

在美国航空中，并不是所有距离都使用 Nautical Mile。

最典型的例外，就是 METAR 和 TAF 中的能见度。

例如：

10SM

这里的 SM 是 Statute Mile，不是 Nautical Mile，它表示地面能见度为 10 英里或以上。而航图上的航段距离、机场之间的距离以及 GPS 显示的距离，通常使用 NM。

因此，可以简单区分为：

使用场景常见单位
航程距离NM
GPS 距离NM
航路和进近航段NM
METAR 能见度SM
美国公路距离Statute Mile

例如，METAR 显示能见度为 3SM，并不代表能见度为 3NM。虽然两者差距不算巨大，但在判断 VFR Weather Minimums 或 Approach Minimums 时，必须按照报告中的实际单位理解。

Knot：为什么飞行速度不用 MPH？

飞行中的速度通常使用 Knot，缩写为 KT 或 KTS，1 Knot 的定义非常简单：

1 Knot = 每小时 1 Nautical Mile。

因此，Knot 与 Nautical Mile 是配套使用的。

Speed相当于
1 Knot1.1508 mph
1 Knot1.852 km/h
100 Knots115 mph
100 Knots185 km/h
120 Knots138 mph
120 Knots222 km/h

快速估算时，可以记住：

Knots 转 mph，乘以约 1.15。

Knots 转 km/h，乘以约 1.85。

例如，一架 Cessna 172 以 110 knots 巡航，大约相当于：

  • 127 mph
  • 204 km/h

数字看起来比汽车常见的 mph 更小，但飞机实际速度并没有因此变慢，只是使用了不同单位。

为什么 Knot 必须和 Nautical Mile 配套？

如果距离使用 NM，而速度使用 mph，飞行员在计算时间时就必须不断转换单位。

例如：

  • 航程 120 NM
  • 速度 120 knots

因为 120 knots 就是每小时 120 NM，所以飞行时间正好是 1 小时。计算非常直接：

Time = Distance ÷ Speed
     = 120 NM ÷ 120 KT
     = 1 Hour

如果距离用 NM、速度却用 mph，同样的计算就需要先完成单位换算，增加不必要的复杂度。因此，Nautical Mile 和 Knot 本质上是一套完整的导航单位系统。

IAS、TAS 和 Groundspeed 都使用 Knot，但含义不同

飞行中会出现很多不同类型的速度，例如：

  • Indicated Airspeed
  • Calibrated Airspeed
  • True Airspeed
  • Groundspeed

它们通常都用 Knot 表示，但代表的含义并不相同。

Term含义
IAS空速表直接显示的速度
CAS修正仪表和位置误差后的速度
TAS飞机相对于空气团的真实速度
GS飞机相对于地面的速度

例如：

  • TAS：110 KT
  • Headwind：20 KT
  • Groundspeed：约 90 KT

这时飞机在空气中仍然以 110 knots 飞行，但因为逆风，实际相对地面的前进速度只有约 90 knots。

因此，看到一个速度数字时，不能只看单位，还要确认它究竟是 IAS、TAS 还是 GS。

Feet：为什么高度不用 Meter？

在美国以及大部分国际民航运行中，飞机高度通常使用 Feet，英尺，缩写为 FT。

Unit换算
1 Foot0.3048 Meter
1 Meter3.281 Feet
1,000 Feet305 Meters
3,000 Feet914 Meters
5,000 Feet1,524 Meters
10,000 Feet3,048 Meters

日常估算时，可以记住：

Feet 转 Meter，大约除以 3。

这不是精确换算，但在快速建立高度概念时很有用。

例如：

  • 3,000 ft 约等于 900 m
  • 6,000 ft 约等于 1,800 m
  • 10,000 ft 约等于 3,000 m

航空中的“高度”并不只有一种

即使单位都是 Feet，航空中常见的高度概念仍然不同。

MSL：相对于平均海平面的高度

MSL（Mean Sea Level） 表示相对于平均海平面的高度。

例如：

Airport Elevation 1,000 ft MSL

表示机场位于平均海平面以上 1,000 英尺。

Sectional Chart 上的机场标高、地形高度和很多巡航高度都以 MSL 表示。

AGL：相对于地面的高度

AGL（Above Ground Level） 表示飞机或云层距离当地地面的高度。

例如：

BKN020

METAR 中的云底高度通常表示为：

2,000 ft AGL

如果机场标高为 1,000 ft MSL，那么这层云的底部大约位于：

3,000 ft MSL

因此：

Cloud Base MSL
= Airport Elevation + Cloud Height AGL
= 1,000 ft + 2,000 ft
= 3,000 ft MSL

这是阅读 METAR 和进行航路规划时非常重要的区别。

Flight Level：高空使用的压力高度

在较高高度，ATC 通常不再直接说“18,000 feet”，而是使用 Flight Level。

例如：

  • FL180 = Flight Level 180
  • FL240 = Flight Level 240
  • FL350 = Flight Level 350

Flight Level 的数字乘以 100，大致就是对应的英尺数。

但 Flight Level 并不是普通的 MSL 高度，而是以标准气压设定为基准的压力高度。

因此，FL180 可以理解为标准气压基准下的约 18,000 英尺，而不是根据当地高度表设定计算出的普通 MSL 高度。

Feet per Minute：垂直速度为什么不用 Knot？

飞机向前移动的速度使用 Knot，但爬升和下降速度通常使用 Feet per Minute，FPM。

例如：

  • Climb 500 FPM
  • Descend 700 FPM
  • Vertical Speed 1,000 FPM

这表示飞机每分钟上升或下降多少英尺。

Vertical Speed每分钟变化
300 FPM300 ft
500 FPM500 ft
700 FPM700 ft
1,000 FPM1,000 ft

例如，飞机需要从 5,000 ft 下降到 2,000 ft，总共需要下降 3,000 ft。

如果保持 500 FPM：

3,000 ft ÷ 500 FPM = 6 minutes

也就是说，至少需要约 6 分钟完成下降。

如果 Groundspeed 为 120 KT，相当于每分钟飞行约 2 NM，那么 6 分钟内会前进约 12 NM。

因此，可以估算：

以 500 FPM 下降 3,000 ft，需要提前约 12 NM 开始下降。

这也是为什么距离使用 NM、水平速度使用 KT，而垂直速度使用 FPM：三者结合后，可以快速完成飞行计划和下降计算。

不要只记换算数字，要理解单位之间的关系

航空中的距离、速度和高度单位看起来很杂乱，但它们实际上彼此配合：

  • Nautical Mile 用于测量航程
  • Knot 表示每小时飞行多少 Nautical Mile
  • Feet 表示高度
  • Feet per Minute 表示高度变化速度

飞行员真正需要掌握的，并不是把所有小数点后的换算数字背下来，而是看到这些单位时，能够迅速建立现实概念。

例如：

  • 100 NM：大约 185 km
  • 120 KT：大约 138 mph
  • 5,000 ft：大约 1,500 m
  • 500 FPM：每两分钟约改变 1,000 ft

掌握这些快速估算后，航空单位就不会再像一套陌生密码，而会逐渐变成飞行中非常自然的语言。

Temperature：为什么美国航空不用华氏度？

如果你生活在美国，很快就会发现一个有趣的现象：

  • 天气预报使用 °F（华氏度）
  • 汽车仪表通常使用 °F
  • 家里的空调、暖气也大多使用 °F

但一进入航空领域，所有天气资料又全部变成了 °C（摄氏度）。

例如，一份 METAR 中可能显示：

24/16

表示：

  • Temperature：24°C
  • Dew Point：16°C

而不是华氏度。

为什么航空统一使用摄氏度？

主要原因有两个。

首先，国际标准。

ICAO 和 WMO（世界气象组织）都采用摄氏度作为航空气象标准，因此全球绝大多数 METAR、TAF、SIGMET、PIREP 都使用摄氏度。

其次，很多航空性能计算本身就是围绕摄氏度建立的。

例如：

  • Density Altitude
  • ISA Temperature
  • Aircraft Performance Chart
  • Takeoff Distance
  • Climb Performance

几乎所有 POH（Pilot’s Operating Handbook）中的性能图表都使用摄氏度。

因此，即使在美国生活中很少接触摄氏度，作为飞行员仍然需要熟悉它。

Pressure：为什么高度表使用 inHg？

如果说最容易让学生飞行员困惑的单位是什么，那么高度表设定（Altimeter Setting）一定排得上前几名。

例如：

A2992

表示：

Altimeter Setting = 29.92 inHg

这里的 inHg 是 Inches of Mercury（英寸汞柱）。

它表示的是大气压力，而不是长度。

为什么不用 hPa？

如果你阅读欧洲或亚洲部分国家发布的天气资料，还可能看到：

Q1013

这里使用的是：

hPa（Hectopascal）

实际上：

美国大部分 ICAO 国家
inHghPa

两者只是单位不同，本质上都表示大气压力。

例如：

inHghPa
29.921013
30.121020
29.531000

美国 FAA 至今仍然沿用 inHg，因此美国飞行员通常不会直接接触 hPa。

不过，如果未来计划飞国际航线或到国外飞行，了解两种单位的区别仍然很有帮助。

Fuel：为什么飞机加油不用升（Liter）？

汽车加油时，我们通常会说：

加满一箱油。

很少有人会关心燃油重量。

但飞机不同。

航空中最常见的燃油单位包括：

  • Gallon（加仑）
  • Pound（磅）
  • Kilogram（公斤，部分国家）

例如，一架 Cessna 172 的 POH 会写：

Fuel Capacity：56 Gallons

这里指的是 美国液体加仑（U.S. Gallon）。

换算关系如下：

Unit换算
1 U.S. Gallon3.785 Liters
10 Gallons37.9 Liters
50 Gallons189 Liters

因此，一架 C172 满油大约相当于：

212 Liters 左右。

为什么职业飞行更多使用重量？

对于大型飞机来说，更重要的是：

燃油重量。

因为飞机性能计算需要知道：

  • 起飞重量
  • Landing Weight
  • Zero Fuel Weight

而不是油箱体积。

因此，航空公司通常会使用：

  • Pounds
  • Kilograms

来计算燃油，而不是 Gallons。

Weight：为什么美国飞机使用 Pounds？

在美国，大部分飞机重量都采用：

Pounds（lb）

例如：

一架 Cessna 172S：

  • Maximum Takeoff Weight：2,550 lb

如果换算成公制：

约为：

1,157 kg

换算关系：

Unit换算
1 Pound0.454 kg
100 lb45.4 kg
1 kg2.205 lb

因此，如果你的体重是：

70 kg

那么在 Weight & Balance 中，应输入约：

154 lb

这也是很多中国学生飞行员刚开始最不习惯的地方。

幸运的是，大部分 EFB（例如 ForeFlight）都可以自动完成单位转换。

UTC（Zulu Time）：为什么航空不用当地时间？

除了各种长度和重量单位之外，航空还有一个几乎每天都会接触的概念：

UTC（Zulu Time）

例如：

METAR：

201953Z

表示：

20 日

19:53 UTC

这里最后的：

Z

就是：

Zulu Time

为什么使用Zulu Time 原因其实非常简单，飞机每天都会跨越多个时区。如果洛杉矶下午 3 点；纽约下午 6 点；东京第二天上午。如果所有天气、ATC、NOTAM 都使用当地时间，很容易造成混乱。

因此整个航空世界统一采用：

UTC

例如：

  • METAR
  • TAF
  • SIGMET
  • NOTAM
  • Flight Plan

全部使用 UTC，飞行员只需要根据当地时区进行换算即可。

无论飞机飞到哪里，所有人讨论的都是同一个时间。

常见航空单位快速对照表

如果你刚开始学习飞行，不需要一次记住所有换算数字。

下面这张表已经涵盖了日常飞行中最常见的单位。

日常生活航空单位快速记忆
KilometerNautical Mile1 NM ≈ 1.85 km
MileNautical Mile1 NM ≈ 1.15 SM
mphKnot1 KT ≈ 1.15 mph
MeterFeet1 ft ≈ 0.3 m
m/minFPM每分钟高度变化
°F°C航空气象统一使用摄氏度
LiterGallon1 Gal ≈ 3.8 L
KilogramPound1 kg ≈ 2.2 lb
Local TimeUTC全球航空统一时间

总结

刚开始学习飞行时，航空单位看起来像另一种语言。

公里变成了 Nautical Mile，公里每小时变成了 Knot，高度不用米而用 Feet，美国生活中的华氏度又突然变成了摄氏度。

但随着飞行经验不断增加，你会发现这些单位并不是历史遗留的”怪规定”，而是围绕导航、气象和飞行性能逐渐形成的一套完整系统。

距离使用 Nautical Mile，速度使用 Knot，让飞行时间和航程计算更加直观；高度使用 Feet，方便全球 ATC 保持统一；UTC 则让不同国家、不同地区的飞行员始终使用同一个时间基准。

对于学生飞行员来说，不需要死记硬背所有换算公式，更重要的是建立直觉。

当你看到：

  • 100 NM
  • 120 KT
  • 5,000 ft
  • 500 FPM

能够立刻在脑海中形成大致概念，这些单位就已经真正成为了你的飞行语言。

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