目前航空通信主要依赖于两大系统,飞机通信寻址与报告系统(ACARS)和航空电信网(ATN),后者是前者的替代系统。随着民航业的快速增长,出现了航班Internet接入上网和基于性能导航两大需求,传统航空通信系统面临数据传输速率低、覆盖区域有限和飞机缺乏态势感知信息等挑战。在国际诸多解决方案中,实现空域中飞机之间网络化是一种趋势,无需地面基站的航空自组织网络的研究开始兴起。本文即讨论一种由单条航路上飞机所建立的航空自组织网络(Aeronautical Ad-hoc Network)。飞机构成网络中的唯一一种节点,彼此是一致的,不仅是数据包的发起者和接收者,而且是转发者。依据国际民航组织的相关规定,本文建立了单航线多高度层的二维网络拓扑模型,该模型具有二向异构的特点,鲜见于文献中。基于该模型,首先,本文定义了航空自组织网络中两种通信半径,并给出其理论表达式,最后仿真结果证明之。该结果界定了保证网络连通的最优通信半径,对飞机通信功率设计具有指导意义。其次,本文研究了航空自组织网络的容量与飞机密度、航路长度的关系,该结果阐明了飞机平均可实现的最大数据传输速率,并指明了提高飞机数据传输速率的方向。