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來源：互聯網

固定翼飛機（Fixed-wing plane）簡稱為飛機（英語：Plane），是指由動力裝置產生前進的推力或拉力，由機身的固定機翼產生升力，在大氣層內飛行的重于空氣的航空器。它是固定翼航空器的一種，也是最常見的一種，另一種固定翼航空器是滑翔機。飛機按照其使用的發動機類型又可被分為噴氣飛機和螺旋槳飛機。

1903年12月17日，人類歷史上第一架可操控的飛機誕生，隨后就到了雙翼飛機，它擁有兩個翼面，其機翼的總面積相對較大。由于其局限性，從20世紀30年代開始，雙翼飛機逐漸被單翼飛機所取代。1939年8月27日，裝有馮·奧亨研制的Hes3B渦輪噴氣發動機的He178飛機首次試飛成功，這標志著噴氣式飛機開始在航空領域扮演重要角色。截至2022年，固定翼飛機中載重能力最好的是蘇聯安東諾夫國營公司研發的安-225運輸機，其離陸重量超過600公噸，有效載荷重量可達300公噸。

2015年12月7日，中國首架極地固定翼飛機“雪鷹601”在中山站附近的冰蓋機場成功試飛。2023年2月24日，一架PC-12型固定翼飛機在內華達州墜毀，機上5人全部遇難。當地時間2024年1月2日，日本海上保安廳一架機號為MA722固定翼飛機與日本航空空中客車A350客機相撞，機上共搭載6人，其中5人死亡，機長重傷逃出。

技術原理

固定翼飛機是飛機巡航時，負責產生升力的機翼運動方向與巡航方向一致的飛行器。

變后掠翼飛機，即機翼后掠角在飛行中可以改變的飛機，也屬于固定翼飛機。由于飛機在起飛著陸和低速飛行時需要較高的低速巡航效率和較大的起飛著陸升力，所以它要使用較大的后掠角。，這時機翼展弦比最大。當飛機在超音速飛行時，它需要減小飛行阻力，所以飛機使用較大的后掠角，機翼展弦比和相對厚度隨之減小。另外，超音速轟炸機和強擊機作超低空高速飛行時，也要求機翼后掠角小，展弦比小，這樣才能減少不平穩氣流引起的顛簸。

主要特點

優點

局限性

發展歷史

飛機誕生

1903年12月17日，來自美國代頓的自行車制造商萊特兄弟制造了一架結構單薄、樣子奇特的雙翼飛機—“”試飛成功。這是人類歷史上第一架能夠自由飛行、可以完全操縱的飛機，這一天也成了飛機誕生日。

雙翼機發展

雙翼飛機擁有兩個翼面，其機翼的總面積相對較大。在飛機發展起始階段，發動機的功率相對較低，且重量較大，而機體大多是由木材和蒙布等材料構成。為了飛機能順利升空，所以飛機在低速飛行條件下要產生足夠的，因此飛機機翼需的面積更大。然而，隨著飛行速度的逐漸提高，雙翼飛機的機翼及支柱產生的阻力越來越大，阻力就成為提高速度的主要障礙。自高強度鋁合金問世后，人們能夠制造出能承受大載荷且結構重量較小的薄機翼。因此，從20世紀30年代開始，雙翼飛機逐漸被單翼飛機所取代。在現代的飛機中，除了一些對載重量和低速性能有特殊要求的小型飛機外，雙翼飛機的出現已經越來越少見。

單翼螺旋槳發展

單翼null是指一種配備有螺旋槳的單翼飛機，它利用空氣通過螺旋槳將發動機的功率轉化為推進力。根據發動機類型的不同，這種飛機可以分為null和null。如果飛機的發動機是渦輪式的，那么這種飛機就被稱為null。

在二十世紀四十年代之前，受限于技術水平，人類生產的幾乎所有的飛機均為螺旋槳式飛機。而在三十年代至四十年代之間，單翼null一直占據著主導地位。隨著科技進步，發動機技術水平也在不斷提升。到了二十世紀四十年代，null開始嶄露頭角。噴氣式飛機所使用的噴氣發動機通過燃料燃燒時產生的氣體向后高速噴射，產生反沖作用，使飛機向前飛行，并獲得更大的推力，使飛機飛得更快。但由于噴氣式飛機使用成本高昂、低速機動性能較差、對材料要求高、低速油耗過高等問題，單翼螺旋槳飛機在某些特定領域仍然具有不可替代的作用。

單翼飛機的局限性主要體現在動力系統上，一方面，其轉速無法無限提升，當達到一定轉速后，提升效果變得微不足道，因此只能通過提高飛行高度來減小阻力。但高空中稀薄空氣導致螺旋槳產生的動力降低，從而限制了飛行高度的提升，這是單翼飛機的致命缺陷。

噴氣式時代

1939年8月27日，裝有馮·奧亨研制的Hes3B渦輪噴氣發動機的He178飛機首次試飛成功，這標志著開始在航空領域扮演重要角色。噴氣式飛機使用噴氣發動機作為推進力來源，與螺旋槳式飛機相比，它具有許多無法比擬的優勢，例如更大的推動力使其能獲得更高的速度、更大的升限、更大的空重和更強的機動能力。自二十世紀四十年代以來，噴氣式飛機一直活躍在人們的視野中。時至現代，許多曾經限制噴氣機發展的因素已經被克服，在未來半個世紀內仍將在天空中占據主導地位。

主要結構

飛機的機體主要結構包括機翼、機身、尾翼、起落架和發動機等組成。如果飛機的發動機不在機身內，則發動機短艙也屬于機體結構的一部分。

機身

機身的主要功用是裝載人員、貨物、設備、燃料和武器等，它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。從結構上看，機身像中部支撐在機翼上的一根懸臂梁，在裝載物的慣性力和尾翼集中力作用下，其兩端向下彎曲，而在垂直尾翼側力作用下，機身水平方向也會彎曲，但比垂直方向小。飛翼機的機身則隱藏在機翼內部，是例外情況。

在結構受力方面柱形的機身比薄的機翼有利得多。因此其結構件剖面尺寸比機翼小，剛度比較大。機身結構由蒙皮、縱向和橫向骨架組成。縱向骨架有桁條、桁梁和縱向局部加強件，橫向骨架有普通框和加強框，除桁梁和縱向局部加強件外，其他結構元件的基本作用與機翼結構元件相同。

梁式機身

梁式機身的根桁梁承受機身大部分或全部的彎曲正應力。其蒙皮較薄，只承受扭矩和橫向剪切力。而它的桁條較少，用于支持蒙皮或承受少量軸向力。這種結構型式多用于機身口蓋較多的部位。蒙皮不可能受力，宜用梁式結構。

半硬殼式機身

半硬殼式機身的縱向加強部件較輕時稱為長桁，較重時稱為機身大梁（強桁梁），它密布的桁條與蒙皮一起承受彎曲正應力。蒙皮的形狀由一些橫向的結構框或隔板來維持；主要的一根縱向機身梁稱為龍骨。這種結構重量較輕，如果機身上有開口較少的部位，則大多采用這種結構形式。

硬殼式機身

硬殼式機身沒有桁梁和桁條。其為了改善蒙皮的支持情況，會在沿機身長度方向布置有較密的普通框即密框結構。該結構機身一般用在彎矩很小而又無大開口的部位，有些輕型飛機為便于制造而采用硬殼式機身。

機翼

機翼是飛機產生升力的部件，根據伯努利定律，機翼的上半部較下半部突起，以機翼側面剖面來看這讓機翼上半部氣流的流動路線比下半部長，因此機翼上半部氣流流動速度較下半部快氣壓較小，飛機在跑道上沖刺到一定速度后這氣壓壓力差就產生足夠升力讓飛機起飛。

機翼后緣有可操縱的活動面。靠外側的叫做副翼，其用于控制飛機的滾轉運動。靠內側的則是襟翼，它可以增加起飛著陸階段的升力。機翼的內部通常會安裝油箱，而機翼下面則可供掛載副油箱和武器等設備。還有些飛機的發動機和起落架也被安裝在機翼下方。如果機翼安裝在機身的上不同部位，則會稱為高翼、中翼、低翼設計。機翼還可以通過按擁有機翼數量不同來進行分類，有一組機翼的飛機稱為單翼機，有兩組機翼的飛機稱為雙翼飛機或者復翼飛機。而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。

尾翼

尾翼是用來平衡、穩定和操縱飛機飛行姿態的部件，通常尾翼包含兩部分，分別是垂直尾翼（垂尾）和水平尾翼（平尾）。垂直尾翼是由固定的垂直安定面和安裝在其后部的方向舵組成，而水平尾翼是由固定的水平安定面和安裝在其后部的升降舵組成。一部分型號的飛機，它的升降舵由全動式水平尾翼代替。方向舵用于控制飛機的航向運動，升降舵用于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，它由支柱、緩沖器、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。一般的，起落架有著不同的布置形式，如前三點式、后三點式和自行車式等。

前三點式

現代飛機上使用最廣泛的是前三點式起落架。它布置形式是兩個主輪保持一定間距左右對稱地布置在飛機質心稍后處，而前輪布置在飛機頭部的下方。當飛機在地面滑行和停放時，為了方便旅客登機和貨物裝卸，機身地板基本處于水平位置。而重型飛機采用增加機輪和支點數目的方法來降低輪胎對跑道的壓力，從而達到改善飛機在前線土跑道上的起降滑行能力。

后三點式

在早期的螺旋槳飛機上后三點式起落架被廣泛采用。其布置特點是兩個主輪（主起落架）在飛機的質心之前并靠近質心，而尾輪（尾支撐）則是遠離質心布置在飛機的尾部。當飛機在停機狀態時，主起落架上承擔了飛機90%的質量，其余的10%由尾支撐來分擔。后三點起落架重量比前三點輕，但其在地面轉彎時靈活度不夠，容易出現剎車過猛時飛機有“拿大頂”的危險，所以現代飛機已很少采用。

自行車式

自行車式起落架用得不多的，它的布置是前輪和主輪前后在飛機對稱面內（即在機身下部），而重心距前輪與主輪幾乎相等。該布置型式會在機翼下還布置有輔助小輪，以防轉彎時傾倒。由于起飛時抬頭困難，所以這種布置型式采用的較少。

推進系統

推進系統的主要功能是提供可控的推力，使空氣進出發動機，并為一些附屬裝置提供動力。推進系統由發動機、螺旋槳、發動機空氣進氣口和排氣口、潤滑系統、發動機控制、傳動附件以及傳動機匣等組成。如果飛機有螺旋槳，在高轉速的發動機軸和低轉速的螺旋槳傳動之間的減速齒輪和軸系稱為動力傳動齒輪系統。

飛機的動力裝置的核心是航空發動機，其主要功能是產生拉力或推力來克服與空氣相對運動時產生的阻力使飛機前進。次要功能則是可以為空調設備等用氣設備提供氣源、為飛機上的用電設備提供電力等。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，如發動機燃油系統、發動機控制系統等。

固定翼飛機的發動機既可以安裝在飛機結構中，也可以安裝在吊艙中。發動機驅動的螺旋槳或內部風扇、或由一個或多個發動機的噴氣流、或由這兩種方法聯合給飛機飛行提供必需的推力。發動機的類型有活塞式噴氣發動機、沖壓噴氣發動機和燃氣渦輪發動機。

現代飛機的動力裝置一般為噴氣式發動機和螺旋槳發動機。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;渦輪噴射發動機;渦輪螺旋槳發動機;渦輪風扇發動機。隨著航空技術的發展，火箭發動機、沖壓噴氣發動機、原子能航空發動機、脈沖爆震發動機等，也有可能會逐漸被采用。

操縱裝置

主操縱裝置

駕駛桿或駕駛盤和方向舵腳蹬。在某些采用電傳操縱系統的飛機上，駕駛桿或駕駛盤已經被簡化成位于駕駛員側方的操縱桿（sidestick），也稱為“側桿”。

輔助操縱裝置

襟翼手柄、配平按鈕、減速板手柄等。

駕駛艙

隨著電子技術的發展，在大型飛機中，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，計算機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飛機動作，而更像是給飛機下達運動指令。由于某些采用電傳操縱系統的飛機取消了原有的駕駛桿或駕駛盤等裝置而改為側桿操縱，駕駛艙的空間顯得比以往更加寬松，所以有些駕駛員稱此類駕駛艙為“飛行辦公室”。

性能變化

航速發展

注：以上是部分歷史上的最大航速紀錄

航程發展

新加坡航空公司于2004年6月28日重新開通了新加坡與紐約紐華克機場之間的每日不停站直航航班，航班號為SQ21/SQ22。該航線超過了之前新加坡至洛杉磯的航線，成為當時全球最長的商業飛行航線，航程達到了16600千米，飛行需時18小時。新加坡航空使用空中客車A340500客機執飛該航線。

載重發展

截至2022年，固定翼飛機中載重能力最好的是蘇聯安東諾夫國營公司研發的安-225運輸機，其離陸重量超過600公噸，有效載荷重量可達300公噸。而在載客人數方面，最多可搭載853人的空中客車A380客機于2005年初發布，采用最高密度座位布局。

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