固定翼飛機

固定翼航空器也稱固定翼飛機或簡稱定翼機，是機翼與機身固定、依賴整個機體向前移動製造相對氣流與翼型發生互動產生升力的航空器，主要分為有動力和無動力兩大類。最常見是使用航空發動機提供前進推力的有動力固定翼航空器——即通俗意義上的飛機，以及動力滑翔傘、動力滑翔翼和一些地效飛行器等非主流航空器；無動力固定翼航空器則是利用自然風或上升氣流（如風箏）或在自由下落過程中的前進運動產生升力，主要包括滑翔機和滑翔翼（懸掛式滑翔機）。有動力固定翼航空器按照其使用的發動機類型又可被分為螺旋槳飛機和噴氣式飛機。固定翼航空器的機翼不一定非要是剛性的，風箏、滑翔翼和可變後掠翼飛機等機翼會出現形變的飛行器只要機翼與機身的連接位置保持不變，就都還屬於固定翼航空器的範疇。

固定翼航空器與旋翼航空器（使用水平旋轉翼產生升力）和撲翼航空器（機翼進行與鳥類飛行相似的上下撲動產生升力）不同，其升力主要取決於機翼面積、攻角和前進產生的相對氣流速度，如果發生失速則很可能會因為喪失升力而墜落。因為需要足夠的迎面氣流維持升力，固定翼航空器在起飛和降落時通常依賴可供其助跑和滑行的跑道，但一些擁有向量噴嘴的固定翼飛機則可以做到垂直/短距起降，航空母艦的飛行甲板上也會使用滑躍甲板或彈射器和攔阻索等設計來幫助固定翼艦載機在跑道長度有限的情況下進行起飛和降落。大多數固定翼飛機都是由飛機上搭乘的飛行員進行手動駕駛或監督自動巡航，但有些飛機是經過專門設計可以遠程遙控或使用機載電腦進行自主操縱的無人航空載具。

## 歷史

飛機是人類在20世紀所取得的最重大的科學技術成就之一，有人將它與電視和電腦並列為20世紀對人類影響最大的三大發明。關於世界上最早的固定翼機到底是由誰發明各國尚存在爭議，但較為普遍的觀點是由美國人萊特兄弟發明。他們在1903年12月17日進行的飛行作為「第一次重於空氣的航空器進行的受控的持續動力飛行」被國際航空聯合會（FAI）所認可。

## 飛機作為交通工具的特點

和其他交通工具相比，固定翼機有很多優點：

- 速度快。目前噴射客機的巡航時速在900公里/小時左右。
- 機動性高。固定翼機飛行不受高山、河流、沙漠、海洋的阻隔，而且可根據客、貨源數量隨時增加班次。

但是固定翼機作為交通工具也有自身的局限性：

- 價格昂貴。無論是固定翼機本身還是固定翼機所消耗的油料相對其他交通運輸方式都高昂的多。
- 受天氣情況影響。雖然現在航空技術已經能適應絕大多數氣象條件，但是比較嚴重的風、雨、雪、霧等氣象條件仍然會影響飛機的起降安全。
- 起降場地有限制。大部份固定翼機都需要機場升降，需要有較長的跑道供起降，對起降的條件要求比較苛刻。

另外，雖然固定翼機不斷提升燃油效率，但是飛行時每消耗1公斤燃油就會排放3公斤二氧化碳，而且氣體直接在大氣層排放，對全球暖化的影響比地面排放還要大。

## 機體結構

一些大型飛機的比較：

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 [[休斯飞机公司|休斯]][[休斯H-4大力神|H-4大力神]]

 [[波音747-8]]]]
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飛機的機體結構通常包括機翼、機身、尾翼、起落架。如果飛機的發動機不在機身內，則發動機短艙也屬於機體結構的一部分。

### 機翼

機翼是飛機產生升力的部件，機翼後緣有可操縱的活動面，靠外側的叫做副翼，用於控制飛機的滾轉運動，靠內側的則是襟翼，用於增加起飛著陸階段的升力、著陸時阻力以及提供更大的上昇、下降坡率。機翼內部通常安裝油箱，機翼下面則可供掛載副油箱和武器等附加設備。有些飛機的發動機和起落架也被安裝在機翼下方。

部分大型飛機翼面設有擾流板，飛行轉向時可以立起，降低升力輔助轉向，亦可在飛行或降落接地時立起減速。

機翼有各種形狀，數目也有不同。在航空技術不發達的早期為了提供更大的升力，固定翼機以雙翼機甚至多翼機為主，但現代飛機一般是單翼機。

### 機身

機身的主要功用是裝載人員、貨物、設備、燃料和武器等，也是飛機其他結構部件的安裝基礎，將尾翼、機翼及發動機等連接成一個整體。但飛翼機是個例外，它的機身被隱藏在其機翼的內部。

### 尾翼

尾翼是用來平衡、穩定和操縱飛機飛行姿態的部件，通常包括垂直尾翼（垂尾）和水平尾翼（平尾）兩部分。垂直尾翼由固定的垂直安定面和安裝在其後部的方向舵組成，水平尾翼由固定的水平安定面和安裝在其後部的升降舵組成，一些型號的飛機升降舵由全動式水平尾翼代替。方向舵用於小幅度控制及修正飛機的航向運動，升降舵用於控制飛機的俯仰運動。

### 起落架

起落架是用來支撐飛機停放、滑行、起飛和著陸滑跑的部件，由支柱、緩衝器、剎車裝置、機輪和收放機構組成。陸上飛機的起落裝置一般由減震支柱和機輪組成，此外還有專供水上飛機起降的帶有浮筒裝置的起落架和雪地起飛用的滑橇式起落架。

## 動力裝置（航空發動機）

飛機的動力裝置的核心是航空發動機，主要功能是用來產生拉力或推力克服與空氣相對運動時產生的阻力使飛機前進。次要功能則是為飛機上的用電設備提供電力，為空調設備等用氣設備提供氣源等。飛機的動力裝置除發動機外，還包括一系列保證發動機正常工作的系統，如引擎燃油系統、引擎控制系統等。

現代飛機的動力裝置一般為渦輪引擎（噴射引擎）和往復式引擎兩種。應用較廣泛的配置方式有四種：航空活塞式發動機加螺旋槳推進器；渦輪噴射引擎；渦輪螺旋槳引擎；渦輪扇引擎。隨著航空技術的發展，火箭發動機、沖壓引擎、原子能航空發動機、脈衝爆震發動機等，也有可能會逐漸被採用。

## 固定翼機的飛行操縱裝置

現代固定翼機駕駛艙內可供駕駛員使用的固定翼機操縱裝置通常包括：

- 主操縱裝置：駕駛杆或駕駛盤和方向舵腳蹬。在某些採用電傳操縱系統的固定翼機上，駕駛杆或駕駛盤已經被簡化成位於駕駛員側方的操縱杆，也稱為「側杆」。
- 輔助操縱裝置：襟翼手柄、配平按鈕、減速板手柄等。

隨著電子技術的發展，飛行操縱裝置的形式也發生了根本性的變化。在大型固定翼機中，傳統的機械式操縱系統已逐漸地被更為先進的電傳操縱系統所取代，電腦系統全面介入飛行操縱系統，駕駛員的操作已不再像是直接操縱固定翼機動作，而更像是給固定翼機下達運動指令。由於某些採用電傳操縱系統的固定翼機取消了原有的駕駛杆或駕駛盤等裝置而改為側杆操縱，駕駛艙的空間顯得比以往更加寬鬆，所以有些駕駛員稱此類駕駛艙為「飛行辦公室」。

## 有關固定翼機的記錄

### 最大航速

最大航速是固定翼機最重要的性能之一。下列若干歷史上的最大航速紀錄：

- 1910年 106 千米/小時，飛行員：Leon Morane，法國，Bleriot XI
- 1913年 204 千米/小時，飛行員：Maurice Prevost, 法國, Deperdussin
- 1923年 417 千米/小時，飛行員：Harold J.Brow, 美國,Curtiss R2C-1
- 1934年 709 千米/小時，飛行員：Francesco Agello, 義大利, Macchi MC.72（水上飛機，此項紀錄保持至今）
- 1939年 755 千米/小時，飛行員：Fritz Wendel, 德國, 梅塞施米特 Me 209 V1
- 1941年 1004 千米/小時，飛行員：Heinrich Dittmar, 德國, 梅塞施米特 Me 163（火箭式殲擊機）
- 1947年 1127 千米/小時，飛行員：Charles "Chuck" Yeager, 美國, Bell X-1
- 1951年 2028 千米/小時，飛行員：Bill Bridgeman, 美國, 道格拉斯 Skyrocket
- 1956年 3058 千米/小時，飛行員：Frank Everest, 美國, X-2（火箭式）
- 1961年 5798 千米/小時，飛行員：Robert White, 美國, 北美航空，X-15（火箭式飛機）
- 1965年 3750 千米/小時，飛行員：W.Daniel, 美國, 洛克希德 SR-71 黑鳥（噴氣式飛機）
- 1966年 7214 千米/小時，飛行員：William Joseph Knight, 美國, 北美航空 X-15（火箭式飛機）
- 2004年 11,200 千米/小時，無人駕駛，美國, 波音 X-43A（噴氣式飛機）

### 最大航程

新加坡航空曾於2004年到2013年間開通了全球最長不停站商業飛行的航線：SQ21:新加坡樟宜機場與美國新澤西紐華克機場之間的每日不停站直航航班。整個航程達到了16600公里，從新加坡飛到紐華克需時18小時，從紐華克飛到新加坡則需時18小時45分。當時使用A340-500執行這條航線，但由於A340是四引擎飛機，油耗太大，因此2013年油價上漲後，這條航線被迫在當年10月停飛。SQ21號班機的末班機也於2013年11月23日飛航，由編號為9V-SGE的A340-500執行。

其後全球距離最長的不停站航班將為由雪梨飛往達拉斯的澳洲航空QF7/QF8班機（航程13804公里,飛航時間為16小時50分,最早由波音747-400ER執行，目前由空中巴士A380-800執行），用時最長的不停站班機則是由約翰內斯堡飛往亞特蘭大的達美航空201號班機（用時16小時55分鐘，波音777-200LR執行）

直到2018年的10月11日，新加坡航空重新開通了上述航線：新加坡樟宜機場與美國新澤西紐華克機場之間的每日不停站直航航班。這次新航改以雙引擎的空客A350-900ULR客機飛行該航線，並保留了原來的航班號SQ21/SQ22。

### 載重及載客能力

- 目前載重能力最好的是前蘇聯安托諾夫設計局所製造的An-225夢想式運輸機，離陸重量超過600公噸，酬載重量可達300公噸。
- 目前載客人數最多的是2005年初發表的空中巴士A380客機，採最高密度座位時可載853人。

### 環球飛行

- 1924年道格拉斯公司「世界巡航號」（World Cruisers）固定翼機第一次作分段環球飛行，歷時175天，飛完42400千米。
- 1986年由伯特·魯坦設計的旅行者號由哥哥迪克·魯坦和女飛行員珍娜·耶格爾駕駛，人類首次實現不間斷、不空中加油的環球飛行。
- 1992年10月，一架「協和」號超音速客機，為了紀念哥倫布發現美洲新大陸500週年，用了32小時49分繞地球一周，創造了環球飛行的新紀錄。
- 2015年3月，瑞士探險家貝特朗·皮卡爾和安德烈·博爾施伯格駕駛太陽能飛機陽光動力2號，自阿拉伯聯合大公國的阿布達比起飛，開始環繞地球一圈。航程跨越多個大洲，於2016年7月26日飛回阿布達比。
- 2016年8月,香港機師鄭楚衡駕駛Van's Aircraft RV-8 B-KOO，從香港國際機場起飛，環繞地球一圈，途經20個國家和地區。在2016年11月13日，在維多利亞港低飛後，於上午10時在作為環球飛行出發地和終點的香港國際機場著陸，成為第一架完全在香港組裝及成功環球飛行的小型飛機。

### 靜音飛機

2003年11月，美國麻省理工學院與英國劍橋大學的研究團隊，啟動一項計劃名為靜音飛機計劃，這將徹底改造客機的概念設計：未來的客機將不只是能更省油，而且還安靜無聲，一解機場附近居民飽受飛機起降噪音折磨之苦。這種「靜音噴氣機」可以運送215名乘客，並可能在2030年時加入航空界。這架客機的噪音從機場外聽起來，像洗衣機或類似家電的噪音。

## 圖集

- 空中巴士A380，人類目前最大之民用固定翼航空器
- 加賀號航空母艦上的複翼機隊
- 菲爾利·劍魚式（Fairey Swordfish）魚雷轟炸機
- P-38閃電式戰鬥機