現役軍用飛機里面誰(shuí)飛得最高？不是U2偵察機。
自從萊特兄弟發(fā)明飛機以來(lái)，如何飛得更高是航空設計師們不斷追求的目標。
對軍用飛機來(lái)說(shuō)，飛行高度和一些戰術(shù)性能息息相關(guān)。那么，現役的軍用飛機中，飛得最高的軍用飛機是哪一款呢？
筆者在這里進(jìn)行一個(gè)小小的排名，選出了飛行高度排名前五的幾款軍用飛機。
1
飛機要飛得高可不容易
飛機提高飛行高度會(huì )碰到什么問(wèn)題呢？我們都知道，隨著(zhù)高度的不斷升高，空氣會(huì )變得越來(lái)越稀薄。而飛機要飛得更高需要面對的幾個(gè)問(wèn)題，也幾乎都和空氣稀薄有關(guān)。
第一個(gè)問(wèn)題也是最明顯的問(wèn)題，那就是空氣稀薄以后，飛機發(fā)動(dòng)機的工作效率會(huì )下降。
螺旋槳發(fā)動(dòng)機就不用說(shuō)了，基本上在一萬(wàn)米高度以后，稀薄的空氣就沒(méi)法讓螺旋槳發(fā)動(dòng)機產(chǎn)生足夠的推力。
（螺旋槳發(fā)動(dòng)機不適合在高空飛行）
噴氣式發(fā)動(dòng)機工作原理是把進(jìn)氣道進(jìn)來(lái)的空氣進(jìn)行壓縮，然后和燃料混合，利用燃料和空氣中的氧氣燃燒產(chǎn)生熱量。
產(chǎn)生的熱量把空氣進(jìn)行加熱，從而以很高的速度向后噴出，形成噴氣式發(fā)動(dòng)機的推力。
從這一段工作流程我們可以看出，空氣稀薄對噴氣式發(fā)動(dòng)機有兩個(gè)影響，第一是進(jìn)氣道進(jìn)的空氣變少了，第二是用來(lái)燃燒的氧氣變少了。
這使得噴氣式發(fā)動(dòng)機隨著(zhù)高度越來(lái)越高，不可避免地會(huì )出現推力下降的問(wèn)題，只能通過(guò)針對性設計來(lái)適應高空中特殊的工作環(huán)境，盡量減少推力下降的程度。
（噴氣式飛機都有進(jìn)氣道為發(fā)動(dòng)機提供空氣）
不過(guò)隨著(zhù)高度繼續提高，最終噴氣式發(fā)動(dòng)機會(huì )出現氧氣不足以支撐燃燒的情況，這時(shí)候就會(huì )出現發(fā)動(dòng)機熄火的狀況。
飛機的發(fā)動(dòng)機工作問(wèn)題，是飛機提高飛行高度需要面對的第一個(gè)問(wèn)題。
第二個(gè)問(wèn)題是空氣稀薄以后，飛機機翼產(chǎn)生的升力會(huì )下降。
很多科普中都有介紹過(guò)飛機為什么能夠飛起來(lái)的原理，是因為機翼上下表面空氣流速不一樣，產(chǎn)生的壓強差把飛機托了起來(lái)。
而這個(gè)托起來(lái)，是要有足夠的空氣才能托起來(lái)的。
（飛機依靠空氣壓強差才能飛起來(lái)）
隨著(zhù)高度升高，空氣變得稀薄，相同速度相同面積的機翼產(chǎn)生的升力會(huì )越來(lái)越小。想要解決這個(gè)問(wèn)題，要么提高飛行速度，要么增大機翼面積。
第三個(gè)問(wèn)題是飛行員本身，或者說(shuō)是飛機的生命維持系統。
有一個(gè)很恐怖的數據是，在17000多米的高度上，由于大氣壓力的下降，水的沸點(diǎn)會(huì )下降到37度。
而人體體溫就是37度，因此如果沒(méi)有任何保護措施的話(huà)，就會(huì )發(fā)生致命性的體沸現象。
（飛行員在高空需要生命維持系統）
同樣，高空缺少氧氣，而人又必須需要氧氣才能生存，所以還要解決氧氣供應問(wèn)題。
所以飛機要飛得高，生命維持系統一定要跟上，飛行員才能把飛機開(kāi)到那么高。
在這一點(diǎn)上，無(wú)人機就比有人機要更有優(yōu)勢，不需要考慮生命維持系統的問(wèn)題。
說(shuō)了那么多，那現役軍用飛機中，飛得最高的幾款飛機是什么呢？
2
沒(méi)有飛行高度追求的第五名
根據相關(guān)的資料手冊上的數據，F35戰斗機和RQ4全球鷹無(wú)人機升限都為60000英尺，也就是18288米。
這是一個(gè)中規中矩的數據，主要是F35戰斗機和RQ4全球鷹無(wú)人機設計需求決定的性能數據。
我們先來(lái)說(shuō)F35，60000英尺或者說(shuō)18288米，這一個(gè)升限指標對于從第三代戰斗機開(kāi)始的各種戰斗機來(lái)說(shuō)都是一個(gè)適中的選擇。
（F35飛行高度主要由需求決定）
大部分戰斗機的升限都在18000米到20000米之間，這一個(gè)高度區間有什么好處呢？
其實(shí)，這是一個(gè)在性能和成本之間的平衡結果，對于戰斗機來(lái)說(shuō)這個(gè)高度區間是最合適的。
20000米以上的話(huà)，對于戰斗機的發(fā)動(dòng)機就會(huì )提出額外的針對性要求，增加成本不說(shuō)，還會(huì )讓發(fā)動(dòng)機設計變得更復雜，降低發(fā)動(dòng)機可靠性。
而18000米以上的飛行高度又足以讓?xiě)鸲窓C在空戰中充分發(fā)揮戰斗力，不至于說(shuō)飛行高度太低影響戰斗。
而且戰斗機對于發(fā)動(dòng)機的推力有著(zhù)苛刻的要求，而渦扇發(fā)動(dòng)機在高空中推力下降的問(wèn)題是無(wú)解的，再強悍的發(fā)動(dòng)機也只能靠大推力來(lái)盡量彌補。
（F135雖然推力很大，但在高空中也會(huì )出現嚴重的推力衰減問(wèn)題）
F35作為一款不追求飛行性能的戰斗機，它對于升限指標的要求是能滿(mǎn)足作戰需求就行。
所以F35對于升限沒(méi)有什么高追求，60000英尺或者說(shuō)18288米就已經(jīng)夠了。
再來(lái)說(shuō)說(shuō)RQ4全球鷹無(wú)人機，它和F35倒是不一樣，因為RQ4全球鷹無(wú)人機定位是一款偵察巡邏的無(wú)人機，而不是戰斗機。
RQ4全球鷹無(wú)人機升限只有60000英尺的原因主要在于發(fā)動(dòng)機性能的取舍。
RQ4全球鷹無(wú)人機設計上最重要的指標是續航能力，也就是要飛機能夠飛得更久，而這很大程度上取決于RQ4全球鷹無(wú)人機發(fā)動(dòng)機的耗油率。
（RQ4全球鷹無(wú)人機主要的性能要求是飛得久）
在美國深厚的航空發(fā)動(dòng)機技術(shù)基礎上，RQ4全球鷹無(wú)人機有一臺耗油率低的難以想象的渦扇發(fā)動(dòng)機。
但是要達到非常低的耗油率，就要舍棄一些發(fā)動(dòng)機的其他性能，比如高空性能。
很大程度上，渦扇發(fā)動(dòng)機的高空性能和耗油率是矛盾的，二者難以兼得。
而對于RQ4全球鷹無(wú)人機來(lái)說(shuō)，耗油率或者說(shuō)因此獲得的續航性能，要比飛行高度重要地多。
所以RQ4全球鷹無(wú)人機升限自然也就高不了，取而代之的是超長(cháng)的續航時(shí)間，RQ4全球鷹無(wú)人機是第一款橫跨太平洋的無(wú)人機。
綜上所述，這兩款飛機只能并列第五。
3
被供氧系統拖累的第四名
排在第四名的是F22戰斗機。
F22戰斗機我們就不必過(guò)多介紹了，關(guān)注軍事的朋友對于這架經(jīng)典五代戰斗機應該都非常熟悉了。
F22戰斗機雖然和F35戰斗機同為五代戰斗機，但是F22戰斗機在設計上非常重視飛行性能，所以在升限指標上比F35要高出一截。
（F22更加注重飛行性能）
F22戰斗機升限達到65000英尺，也就是19812米，這比F35戰斗機高了整整5000英尺，差不多1500多米的高度。
這也是因為F22對于航程要求不高，所以其F119發(fā)動(dòng)機涵道比只有0.3。這雖然讓F119耗油率大大增加，但也讓F22戰斗機獲得了非常不錯的性能。
雖然F119發(fā)動(dòng)機使用如此低涵道比（戰斗機渦扇發(fā)動(dòng)機涵道比普遍在0.6-0.7）的本意是為了降低機身截面積，實(shí)現超巡。
但是這也附帶著(zhù)讓F119發(fā)動(dòng)機擁有了比較好的高空性能，從而讓F22戰斗機的升限比F35要更高。
（F119發(fā)動(dòng)機有著(zhù)比較不錯的高空性能）
不過(guò)諷刺的是，F22戰斗機卻被一個(gè)小小的問(wèn)題困擾，讓F22戰斗機空有強勁的發(fā)動(dòng)機，卻一直飛不高。
這個(gè)問(wèn)題就是座艙供氧問(wèn)題。
座艙供氧問(wèn)題是美國空軍傳統老毛病，從F15、F16戰斗機上就有這個(gè)問(wèn)題，而F22的問(wèn)題尤其嚴重。
受限于供氧問(wèn)題，F22戰斗機的實(shí)際使用升限一度只有5300米，因為超過(guò)這個(gè)高度的話(huà)，飛行員就會(huì )因為缺乏氧氣出現各種不良反應。
（先進(jìn)的F22戰斗機卻長(cháng)期受困于供氧問(wèn)題）
這個(gè)高度意味著(zhù)什么？意味著(zhù)F22戰斗機的供氧系統基本上就沒(méi)有工作，飛行員完全依靠自然空氣中的氧氣進(jìn)行呼吸。
而且這個(gè)雖然嚴重但并不算大的問(wèn)題，美國人修了十來(lái)年還沒(méi)修好，最后解決辦法是，飛行員每次飛行都會(huì )在座艙后面放兩個(gè)氧氣瓶，靠氧氣瓶供氧。
是真的技術(shù)問(wèn)題嗎？恐怕只是美國空軍的官僚主義問(wèn)題。
不過(guò)從技術(shù)角度講，F22戰斗機升限還是達到65000英尺/19812米的，所以F22戰斗機能夠排到第四。
4
靠氣動(dòng)設計飛得高的第三名
我們的殲20戰斗機以20000米的升限排到第三名。
殲20的發(fā)動(dòng)機其實(shí)是不太適應高空飛行環(huán)境的，不管是AL-31F發(fā)動(dòng)機還是WS10太行發(fā)動(dòng)機都存在嚴重的高空推力衰減問(wèn)題。
以AL-31F發(fā)動(dòng)機為例，其在低空最大推力可以達到12.5噸，但是到20000米高空以后，最大推力就迅速衰減到只有4噸多，推力衰減相當嚴重。
（WS10發(fā)動(dòng)機推力衰減問(wèn)題相當嚴重）
但殲20戰斗機優(yōu)秀的氣動(dòng)設計很大程度上緩解了發(fā)動(dòng)機推力衰減的問(wèn)題，因為殲20有著(zhù)優(yōu)秀的升阻比。
所謂升阻比，是指飛機飛行時(shí)受到的升力和阻力的比值，這一個(gè)比值在不同高度和速度下有不同的變化情況。
但升阻比的根本性決定因素是飛機本身的氣動(dòng)設計。
升阻比有什么用呢？在飛機重量不變的情況下，讓飛機能夠飛起來(lái)的升力也是不變的。
這時(shí)候飛機的升阻比越高，在產(chǎn)生相同升力的情況下，飛機受到的阻力就越小，相應地需要的發(fā)動(dòng)機推力就越小。
（殲20優(yōu)秀的氣動(dòng)設計帶來(lái)了高升阻比）
殲20戰斗機的升阻比有多少呢？根據相關(guān)的論文資料，殲20的升阻比在2-3之間。
之所以沒(méi)有一個(gè)確定的數據，是因為相關(guān)的資料都進(jìn)行過(guò)脫密處理以后才公開(kāi)，具體的數據被替換成模糊的數據，所以只能有一個(gè)大概的參考。
作為對比，F22戰斗機的升阻比大約是1.5，基本上是常規布局飛機中的一流水準。
殲20能夠有如此高的升阻比，不單單是殲20鴨翼的功勞，而是鴨翼 邊條等一系列復雜的氣動(dòng)設計帶來(lái)的。
我們可以從殲20飛行時(shí)產(chǎn)生的渦流看出殲20的設計有多復雜。
（殲20渦流復雜而有序）
渦流是一種復雜的流體現象，它能夠給飛機帶來(lái)更大的升力，從而提高飛機的升阻比。
但渦流也是相當難以馴服的野馬，一個(gè)處理不好就會(huì )對飛機結構造成嚴重損傷。
比如美國的F18E/F戰斗機，就出現渦流處理不好，導致渦流直接沖擊尾翼，造成尾翼?yè)p傷甚至破壞的問(wèn)題，美國后來(lái)通過(guò)加強尾翼勉強解決了這個(gè)問(wèn)題。
而殲20的渦流處理得非常好，十幾條復雜的渦流被梳理得整整齊齊，別說(shuō)對飛機結構造成損傷，連互相干擾都沒(méi)有，最大程度地提高了升阻比。
5
總覺(jué)得不夠高的第二名
第二名是一位以飛得高聞名的飛機，這就是U2偵察機。
畢竟，U2除了偵察干啥啥不行，唯一賴(lài)以生存的手段就是特別高的飛行高度。
（U2飛得相當高）
資料顯示，U2偵察機設計升限達到80000英尺，也就是24384米。但在實(shí)際使用中，U2偵察機的使用高度可以達到90000英尺，也就是27432米。
在這個(gè)一覽眾山小的高度上，U2偵察機切切實(shí)實(shí)地碰到了我們文章開(kāi)篇提到的兩個(gè)問(wèn)題，發(fā)動(dòng)機工作問(wèn)題和機翼升力問(wèn)題。
我們先來(lái)說(shuō)說(shuō)機翼升力問(wèn)題，面對高空空氣稀薄引起的機翼升力不足問(wèn)題，U2偵察機通過(guò)兩個(gè)方面的努力進(jìn)行解決。
首先是U2偵察機那長(cháng)長(cháng)的機翼，既然同樣面積的機翼產(chǎn)生的升力下降了，那就增加機翼的面積和長(cháng)度，來(lái)獲得更多的升力。
（U2有著(zhù)細長(cháng)的機翼）
換句話(huà)說(shuō)就是用量來(lái)彌補質(zhì)的問(wèn)題。
然后是對機體使勁減重，既然升力不太足，那就把飛機重量減輕，一樣能夠飛起來(lái)。
U2偵察機減重到什么程度，別的飛機起碼都有三個(gè)起落架，U2就只有兩個(gè)，像自行車(chē)的輪子那樣一前一后。
所以每次落地的時(shí)候，U2偵察機滑跑到最后就會(huì )往一邊歪，機翼末端接觸地面撐住飛機。
為此，設計人員還給U2偵察機機翼兩邊增加了小滑撬，以保護機翼末端。
（U2只有兩個(gè)起落架）
通過(guò)加大機翼和減重兩個(gè)問(wèn)題，U2偵察機解決了機翼升力不足的問(wèn)題。那發(fā)動(dòng)機工作問(wèn)題又要怎么解決呢？
U2偵察機的發(fā)動(dòng)機可以說(shuō)完全就是為了高空飛行而設計，在舍棄了所有不必要的性能以后，U2偵察機達到了80000英尺的設計指標。
但這個(gè)高度還不夠，80000英尺也就24384米，在實(shí)際使用中，U2偵察機被我國使用射高25000米的SA-2防空導彈擊落了5架。
后來(lái)U2偵察機的實(shí)際使用高度進(jìn)一步提升，達到了90000英尺?？傻搅诉@個(gè)高度以后，因為空氣實(shí)在是太稀薄了，U2偵察機的發(fā)動(dòng)機常常出現熄火問(wèn)題。
（防空導彈的出現迫使U2進(jìn)一步提高飛行高度）
美國人花了相當多精力去解決熄火問(wèn)題，但沒(méi)能獲得成功。后來(lái)美國人轉換思路，既然沒(méi)法解決熄火問(wèn)題，那強化發(fā)動(dòng)機重新點(diǎn)火的能力不就行了。
于是U2偵察機就強化而來(lái)發(fā)動(dòng)機重新點(diǎn)火的能力，當U2偵察機在27000米高度飛行時(shí)突然熄火的話(huà)，飛行員就會(huì )操縱飛機滑翔下降高度。
等到24000米左右的高度，飛行員就重新啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機，然后再回到27000米高度執行任務(wù)。
到下一次發(fā)動(dòng)機熄火的時(shí)候，就再重復一次上述流程。
這樣，U2偵察機就把實(shí)際使用升限提高到了90000英尺/27432米。
這是一個(gè)非常高的高度，但即使如此U2偵察機也只能排第二。
6
不走尋常路的第一名
從前面幾款飛機我們可以看出，其實(shí)決定飛行高度的主要原因在于發(fā)動(dòng)機，就算是升力不足的問(wèn)題，只要發(fā)動(dòng)機推力夠，也能夠通過(guò)速度來(lái)彌補。
那么，怎么才能讓飛機飛到比U2偵察機27000米飛行高度更高的高空呢？我們只需要轉換一下思路，換一種比渦扇發(fā)動(dòng)機更能適應高空環(huán)境的發(fā)動(dòng)機就行。
（既然渦扇發(fā)動(dòng)機不行，那就換液體火箭發(fā)動(dòng)機）
這就是現役軍用飛機中飛行高度最高的機型的解決辦法——無(wú)偵8無(wú)人機使用的液體火箭發(fā)動(dòng)機。
無(wú)偵8達到了使用渦扇發(fā)動(dòng)機的飛機望塵莫及的雙4性能——4倍音速，40000米飛行高度。
這一切都得益于液體火箭發(fā)動(dòng)機。液體火箭發(fā)動(dòng)機自帶燃料和氧化劑，同時(shí)噴射工質(zhì)也是燃燒產(chǎn)物，空氣再稀薄也不影響液體火箭發(fā)動(dòng)機的工作。
（無(wú)偵8的液體火箭發(fā)動(dòng)機）
甚至，因為空氣足夠稀薄，液體火箭發(fā)動(dòng)機可以進(jìn)行真空優(yōu)化設計，能夠進(jìn)一步提高液體火箭發(fā)動(dòng)機的性能。
無(wú)偵8通過(guò)轟6N進(jìn)行高空投放，進(jìn)行兩次點(diǎn)火。第一次點(diǎn)火是在脫離載機以后，將無(wú)偵8加速到4倍音速，同時(shí)爬升到40000米高空。
第二次點(diǎn)火是在完成飛掠式偵察以后，點(diǎn)火調轉方向，往預定的降落機場(chǎng)方向飛行。
除了這兩次點(diǎn)火之外，其他時(shí)候無(wú)偵8都是憑借高速進(jìn)行滑翔飛行。這也符合無(wú)偵8使用的某型液體燃料火箭發(fā)動(dòng)機能夠進(jìn)行二次點(diǎn)火的性能特點(diǎn)。
（無(wú)偵8用成熟的技術(shù)達到了設計指標）
其實(shí)要做到雙4指標還可以使用沖壓發(fā)動(dòng)機，但是亞燃沖壓發(fā)動(dòng)機達到這個(gè)指標太過(guò)極限，超燃沖壓發(fā)動(dòng)機現在還沒(méi)能實(shí)用，都有著(zhù)巨大的工程難度。
所以我國科研人員腳踏實(shí)地，使用看起來(lái)很沒(méi)有技術(shù)含量，沒(méi)有沖壓發(fā)動(dòng)機那么高大上的液體火箭發(fā)動(dòng)機來(lái)實(shí)現無(wú)偵8雙4指標。
但正是這種腳踏實(shí)地的選擇讓無(wú)偵8研制難度大大降低，從而讓無(wú)偵8很快就能投入使用。
目前根據一些消息來(lái)看，最早在2018年，無(wú)偵8就已經(jīng)開(kāi)始裝備我軍部隊，并且在東海方向執行偵察任務(wù)。
綜上所述，飛行高度40000米的無(wú)偵8是現役軍用飛機中當之無(wú)愧的飛行高度冠軍。