Por que alguns vôos fazem voltas logo após a decolagem?

São procedimentos principalmente padronizados.

Tomo como exemplo o aeroporto de Amsterdã (AMS), mas o seguinte é aplicável à maioria, senão a todos, dos principais aeroportos comerciais.

Vamos analisar os gráficos de partidas , em particular este:

como você pode ver, se um avião está partindo através daquela pista, DEVE seguir um dos dois caminhos especificados para sair do espaço aéreo do aeroporto através do waypoint "ANDIK". Ele tem caminhos diferentes para os outros waypoints de saída, mas eles são definidos de forma semelhante e limitados em número.

No link, você encontrará gráficos semelhantes para cada uma das pistas.

Dentro de restrições devido a fatores como terreno, redução do ruído em áreas povoadas (como o Dan menciona em sua resposta ) , áreas restritas devido à segurança e proteção (em centros urbanos, instalações governamentais e militares, usinas nucleares e outras) ou usadas para outros fins (operações militares, lançamento espacial e outras), estas rotas são definidas para que não se interceptem ( muito).

Isso garante que as aeronaves que chegam e partem não se aproximem, o que reduz muito o risco de colisão e permite que rotas diferentes sejam divididas entre vários controladores, que podem manipular suas rotas atribuídas, independentemente das outras.

As condições meteorológicas e outros fatores ditarão quais pistas serão utilizadas, mas a pista determinará como o avião sairá do espaço aéreo do aeroporto, após o waypoint de saída apropriado ter sido selecionado (você geralmente não usaria um waypoint no lado norte se você tem que ir para o sul).

Então, para resumir:

1. você tem uma quantidade limitada de waypoints de saída
2. você tem uma quantidade limitada de pistas
3. o tempo restringirá sua escolha (bem, a torre do aeroporto fará isso por você) da pista
4. seu destino restringirá sua escolha de waypoint de saída
5. para cada par de pista / waypoint, você terá uma ou duas rotas possíveis

Isso resulta no tipo de comportamento que você observou.

Aeronaves são roteadas com base em todos os tipos de coisas diferentes. Apenas fora do topo da minha cabeça, aqui estão algumas das razões mais comuns:

• Roteamento padronizado. É muito mais fácil para os controladores gerenciarem as aeronaves se todos estiverem seguindo uma rota semelhante e, portanto, houver rotas genéricas definidas. Isto é especialmente verdade dentro e fora dos aeroportos - imagine que se dezenas de aviões estivessem simplesmente chegando em qualquer direção que eles gostassem, seria muito caótico lidar com isso.

• Redução de ruído. Muitas áreas têm procedimentos de redução de ruído, em que as aeronaves não podem voar ou o número ou vôos são limitados. Não é incomum que as aeronaves voem em determinados lugares.

• Prevenção do tempo. Para conforto e segurança, as aeronaves às vezes são direcionadas para determinados tipos de clima.

Esta não é uma resposta, apenas uma adição à resposta do @ federico.

A imagem a seguir mostra aeronaves que partem de aeroportos internacionais perto da minha localização, Düsseldorf (vermelho) e Colônia (azul). Os dados foram registrados por 24h a partir do flightradar24 e colocados em um mapa junto com alguns beacons. As linhas pontilhadas indicam os ângulos mencionados abaixo.

Analisando os mapas de partidas de Düsseldorf , encontra-se para as decolagens para o sul oeste isso, nas palavras do leigo:

• Vire à direita e saia da NOR a 0 °
• Vire à direita para LMA (aproximadamente, há mais pontos não mostrados no mapa e mais de uma rota) e, dependendo do destino, vire à esquerda para 203 ° ou 209 °.
• Vire à esquerda e voe para a NOR a 174 °, depois vire à esquerda para GMH a 86 °

Finalmente, há um gráfico mostrando tudo isso juntos, embora seja mais sobre o ruído:

Para a colônia, é óbvio que existem regras semelhantes. Também está claro que os voos de Düsseldorf para o sudeste são guiados em torno de Colônia, voando um pouco em direção ao GMH primeiro.

Portanto, não uma resposta, apenas para mostrar que as aeronaves voam como pretendem fazer, embora haja algumas exceções.

Assim como você não pode dirigir seu carro direto do ponto A para o ponto B porque pode não haver uma estrada direta entre os pontos, a aeronave não pode necessariamente voar do ponto A para o ponto B porque pode não haver vias aéreas conecte diretamente os pontos.

Além disso, a maior parte do tráfego entre os principais aeroportos segue os procedimentos estabelecidos. Estes são ou Standard Information Departure (SID) - para voos que partem ou Rota (s) Padrão de Chegada do Terminal (STAR ou STARS), para vôos chegando.

Estes procedimentos padrão de partida e chegada são estabelecidos com base na geografia, clima ou outras restrições no ou perto do aeroporto e não precisam coincidir com a direção de chegada ou partida do voo.

Apenas uma resposta clara porque também é feita em viagens curtas (não dependendo muito da curvatura da Terra): Os aviões têm permissão para voar em um nível de vôo (FL), dado em pés / 100 E referindo-se a um nível de superfície imaginário onde a pressão padrão de 101325Pa está localizada. Então FL 130 é 13000 pés acima do nível com 101325Pa de pressão ambiente. Algumas voltas só são permitidas naquele FL para evitar colisões com outros aviões.