全球现役军机飞行高度排名：F35刚上榜，U2排第二，歼20位居前列

现役军用飞机里面谁飞得最高？不是U2侦察机。

自从莱特兄弟发明飞机以来，如何飞得更高是航空设计师们不断追求的目标。

对军用飞机来说，飞行高度和一些战术性能息息相关。那么，现役的军用飞机中，飞得最高的军用飞机是哪一款呢？

笔者在这里进行一个小小的排名，选出了飞行高度排名前五的几款军用飞机。

1

飞机要飞得高可不容易

飞机提高飞行高度会碰到什么问题呢？

我们都知道，随着高度的不断升高，空气会变得越来越稀薄。而飞机要飞得更高需要面对的几个问题，也几乎都和空气稀薄有关。

第一个问题也是最明显的问题，那就是空气稀薄以后，飞机发动机的工作效率会下降。

螺旋桨发动机就不用说了，基本上在一万米高度以后，稀薄的空气就没法让螺旋桨发动机产生足够的推力。

（螺旋桨发动机不适合在高空飞行）

喷气式发动机工作原理是把进气道进来的空气进行压缩，然后和燃料混合，利用燃料和空气中的氧气燃烧产生热量。

产生的热量把空气进行加热，从而以很高的速度向后喷出，形成喷气式发动机的推力。

从这一段工作流程我们可以看出，空气稀薄对喷气式发动机有两个影响，第一是进气道进的空气变少了，第二是用来燃烧的氧气变少了。

这使得喷气式发动机随着高度越来越高，不可避免地会出现推力下降的问题，只能通过针对性设计来适应高空中特殊的工作环境，尽量减少推力下降的程度。

（喷气式飞机都有进气道为发动机提供空气）

不过随着高度继续提高，最终喷气式发动机会出现氧气不足以支撑燃烧的情况，这时候就会出现发动机熄火的状况。

飞机的发动机工作问题，是飞机提高飞行高度需要面对的第一个问题。

第二个问题是空气稀薄以后，飞机机翼产生的升力会下降。

很多科普中都有介绍过飞机为什么能够飞起来的原理，是因为机翼上下表面空气流速不一样，产生的压强差把飞机托了起来。

而这个托起来，是要有足够的空气才能托起来的。

（飞机依靠空气压强差才能飞起来）

随着高度升高，空气变得稀薄，相同速度相同面积的机翼产生的升力会越来越小。想要解决这个问题，要么提高飞行速度，要么增大机翼面积。

第三个问题是飞行员本身，或者说是飞机的生命维持系统。

有一个很恐怖的数据是，在17000多米的高度上，由于大气压力的下降，水的沸点会下降到37度。

而人体体温就是37度，因此如果没有任何保护措施的话，就会发生致命性的“体沸”现象。

（飞行员在高空需要生命维持系统）

同样，高空缺少氧气，而人又必须需要氧气才能生存，所以还要解决氧气供应问题。

所以飞机要飞得高，生命维持系统一定要跟上，飞行员才能把飞机开到那么高。

在这一点上，无人机就比有人机要更有优势，不需要考虑生命维持系统的问题。

说了那么多，那现役军用飞机中，飞得最高的几款飞机是什么呢？

2

没有飞行高度追求的第五名

根据相关的资料手册上的数据，F35战斗机和RQ4“全球鹰”无人机升限都为60000英尺，也就是18288米。

这是一个中规中矩的数据，主要是F35战斗机和RQ4“全球鹰”无人机设计需求决定的性能数据。

我们先来说F35，60000英尺或者说18288米，这一个升限指标对于从第三代战斗机开始的各种战斗机来说都是一个适中的选择。

（F35飞行高度主要由需求决定）

大部分战斗机的升限都在18000米到20000米之间，这一个高度区间有什么好处呢？

其实，这是一个在性能和成本之间的平衡结果，对于战斗机来说这个高度区间是最合适的。

20000米以上的话，对于战斗机的发动机就会提出额外的针对性要求，增加成本不说，还会让发动机设计变得更复杂，降低发动机可靠性。

而18000米以上的飞行高度又足以让战斗机在空战中充分发挥战斗力，不至于说飞行高度太低影响战斗。

而且战斗机对于发动机的推力有着苛刻的要求，而涡扇发动机在高空中推力下降的问题是无解的，再强悍的发动机也只能靠大推力来尽量弥补。

（F135虽然推力很大，但在高空中也会出现严重的推力衰减问题）

F35作为一款不追求飞行性能的战斗机，它对于升限指标的要求是能满足作战需求就行。

所以F35对于升限没有什么高追求，60000英尺或者说18288米就已经够了。

再来说说RQ4“全球鹰”无人机，它和F35倒是不一样，因为RQ4“全球鹰”无人机定位是一款侦察巡逻的无人机，而不是战斗机。

RQ4“全球鹰”无人机升限只有60000英尺的原因主要在于发动机性能的取舍。

RQ4“全球鹰”无人机设计上最重要的指标是续航能力，也就是要飞机能够飞得更久，而这很大程度上取决于RQ4“全球鹰”无人机发动机的耗油率。

（RQ4“全球鹰”无人机主要的性能要求是飞得久）

在美国深厚的航空发动机技术基础上，RQ4“全球鹰”无人机有一台耗油率低的难以想象的涡扇发动机。

但是要达到非常低的耗油率，就要舍弃一些发动机的其他性能，比如高空性能。

很大程度上，涡扇发动机的高空性能和耗油率是矛盾的，二者难以兼得。

而对于RQ4“全球鹰”无人机来说，耗油率或者说因此获得的续航性能，要比飞行高度重要地多。

所以RQ4“全球鹰”无人机升限自然也就高不了，取而代之的是超长的续航时间，RQ4“全球鹰”无人机是第一款横跨太平洋的无人机。

综上所述，这两款飞机只能并列第五。

3

被供氧系统拖累的第四名

排在第四名的是F22战斗机。

F22战斗机我们就不必过多介绍了，关注军事的朋友对于这架经典五代战斗机应该都非常熟悉了。

F22战斗机虽然和F35战斗机同为五代战斗机，但是F22战斗机在设计上非常重视飞行性能，所以在升限指标上比F35要高出一截。

（F22更加注重飞行性能）

F22战斗机升限达到65000英尺，也就是19812米，这比F35战斗机高了整整5000英尺，差不多1500多米的高度。

这也是因为F22对于航程要求不高，所以其F119发动机涵道比只有0.3。这虽然让F119耗油率大大增加，但也让F22战斗机获得了非常不错的性能。

虽然F119发动机使用如此低涵道比（战斗机涡扇发动机涵道比普遍在0.6-0.7）的本意是为了降低机身截面积，实现超巡。

但是这也附带着让F119发动机拥有了比较好的高空性能，从而让F22战斗机的升限比F35要更高。

（F119发动机有着比较不错的高空性能）

不过讽刺的是，F22战斗机却被一个小小的问题困扰，让F22战斗机空有强劲的发动机，却一直飞不高。

这个问题就是座舱供氧问题。

座舱供氧问题是美国空军传统老毛病，从F15、F16战斗机上就有这个问题，而F22的问题尤其严重。

受限于供氧问题，F22战斗机的实际使用升限一度只有5300米，因为超过这个高度的话，飞行员就会因为缺乏氧气出现各种不良反应。

（先进的F22战斗机却长期受困于供氧问题）

这个高度意味着什么？意味着F22战斗机的供氧系统基本上就没有工作，飞行员完全依靠自然空气中的氧气进行呼吸。

而且这个虽然严重但并不算大的问题，美国人修了十来年还没修好，最后解决办法是，飞行员每次飞行都会在座舱后面放两个氧气瓶，靠氧气瓶供氧。

是真的技术问题吗？恐怕只是美国空军的官僚主义问题。

不过从技术角度讲，F22战斗机升限还是达到65000英尺/19812米的，所以F22战斗机能够排到第四。

4

靠气动设计飞得高的第三名

我们的歼20战斗机以20000米的升限排到第三名。

歼20的发动机其实是不太适应高空飞行环境的，不管是AL-31F发动机还是WS10“太行”发动机都存在严重的高空推力衰减问题。

以AL-31F发动机为例，其在低空最大推力可以达到12.5吨，但是到20000米高空以后，最大推力就迅速衰减到只有4吨多，推力衰减相当严重。

（WS10发动机推力衰减问题相当严重）

但歼20战斗机优秀的气动设计很大程度上缓解了发动机推力衰减的问题，因为歼20有着优秀的升阻比。

所谓升阻比，是指飞机飞行时受到的升力和阻力的比值，这一个比值在不同高度和速度下有不同的变化情况。

但升阻比的根本性决定因素是飞机本身的气动设计。

升阻比有什么用呢？在飞机重量不变的情况下，让飞机能够飞起来的升力也是不变的。

这时候飞机的升阻比越高，在产生相同升力的情况下，飞机受到的阻力就越小，相应地需要的发动机推力就越小。

（歼20优秀的气动设计带来了高升阻比）

歼20战斗机的升阻比有多少呢？根据相关的论文资料，歼20的升阻比在2-3之间。

之所以没有一个确定的数据，是因为相关的资料都进行过脱密处理以后才公开，具体的数据被替换成模糊的数据，所以只能有一个大概的参考。

作为对比，F22战斗机的升阻比大约是1.5，基本上是常规布局飞机中的一流水准。

歼20能够有如此高的升阻比，不单单是歼20鸭翼的功劳，而是鸭翼+边条等一系列复杂的气动设计带来的。

我们可以从歼20飞行时产生的涡流看出歼20的设计有多复杂。

（歼20涡流复杂而有序）

涡流是一种复杂的流体现象，它能够给飞机带来更大的升力，从而提高飞机的升阻比。

但涡流也是相当难以驯服的“野马”，一个处理不好就会对飞机结构造成严重损伤。

比如美国的F18E/F战斗机，就出现涡流处理不好，导致涡流直接冲击尾翼，造成尾翼损伤甚至破坏的问题，美国后来通过加强尾翼勉强解决了这个问题。

而歼20的涡流处理得非常好，十几条复杂的涡流被梳理得整整齐齐，别说对飞机结构造成损伤，连互相干扰都没有，最大程度地提高了升阻比。

5

总觉得不够高的第二名

第二名是一位以飞得高闻名的飞机，这就是U2侦察机。

毕竟，U2除了侦察干啥啥不行，唯一赖以生存的手段就是特别高的飞行高度。

（U2飞得相当高）

资料显示，U2侦察机设计升限达到80000英尺，也就是24384米。但在实际使用中，U2侦察机的使用高度可以达到90000英尺，也就是27432米。

在这个一览众山小的高度上，U2侦察机切切实实地碰到了我们文章开篇提到的两个问题，发动机工作问题和机翼升力问题。

我们先来说说机翼升力问题，面对高空空气稀薄引起的机翼升力不足问题，U2侦察机通过两个方面的努力进行解决。

首先是U2侦察机那长长的机翼，既然同样面积的机翼产生的升力下降了，那就增加机翼的面积和长度，来获得更多的升力。

（U2有着细长的机翼）

换句话说就是用量来弥补质的问题。

然后是对机体使劲减重，既然升力不太足，那就把飞机重量减轻，一样能够飞起来。

U2侦察机减重到什么程度，别的飞机起码都有三个起落架，U2就只有两个，像自行车的轮子那样一前一后。

所以每次落地的时候，U2侦察机滑跑到最后就会往一边歪，机翼末端接触地面撑住飞机。

为此，设计人员还给U2侦察机机翼两边增加了小滑撬，以保护机翼末端。

（U2只有两个起落架）

通过加大机翼和减重两个问题，U2侦察机解决了机翼升力不足的问题。那发动机工作问题又要怎么解决呢？

U2侦察机的发动机可以说完全就是为了高空飞行而设计，在舍弃了所有不必要的性能以后，U2侦察机达到了80000英尺的设计指标。

但这个高度还不够，80000英尺也就24384米，在实际使用中，U2侦察机被我国使用射高25000米的SA-2防空导弹击落了5架。

后来U2侦察机的实际使用高度进一步提升，达到了90000英尺。可到了这个高度以后，因为空气实在是太稀薄了，U2侦察机的发动机常常出现熄火问题。

（防空导弹的出现迫使U2进一步提高飞行高度）

美国人花了相当多精力去解决熄火问题，但没能获得成功。后来美国人转换思路，既然没法解决熄火问题，那强化发动机重新点火的能力不就行了。

于是U2侦察机就强化而来发动机重新点火的能力，当U2侦察机在27000米高度飞行时突然熄火的话，飞行员就会操纵飞机滑翔下降高度。

等到24000米左右的高度，飞行员就重新启动发动机，然后再回到27000米高度执行任务。

到下一次发动机熄火的时候，就再重复一次上述流程。

这样，U2侦察机就把实际使用升限提高到了90000英尺/27432米。

这是一个非常高的高度，但即使如此U2侦察机也只能排第二。

6

不走寻常路的第一名

从前面几款飞机我们可以看出，其实决定飞行高度的主要原因在于发动机，就算是升力不足的问题，只要发动机推力够，也能够通过速度来弥补。

那么，怎么才能让飞机飞到比U2侦察机27000米飞行高度更高的高空呢？我们只需要转换一下思路，换一种比涡扇发动机更能适应高空环境的发动机就行。

（既然涡扇发动机不行，那就换液体火箭发动机）

这就是现役军用飞机中飞行高度最高的机型的解决办法——无侦8无人机使用的液体火箭发动机。

无侦8达到了使用涡扇发动机的飞机望尘莫及的“双4”性能——4倍音速，40000米飞行高度。

这一切都得益于液体火箭发动机。液体火箭发动机自带燃料和氧化剂，同时喷射工质也是燃烧产物，空气再稀薄也不影响液体火箭发动机的工作。

（无侦8的液体火箭发动机）

甚至，因为空气足够稀薄，液体火箭发动机可以进行真空优化设计，能够进一步提高液体火箭发动机的性能。

无侦8通过轰6N进行高空投放，进行两次点火。第一次点火是在脱离载机以后，将无侦8加速到4倍音速，同时爬升到40000米高空。

第二次点火是在完成飞掠式侦察以后，点火调转方向，往预定的降落机场方向飞行。

除了这两次点火之外，其他时候无侦8都是凭借高速进行滑翔飞行。这也符合无侦8使用的某型液体燃料火箭发动机能够进行二次点火的性能特点。

（无侦8用成熟的技术达到了设计指标）

其实要做到“双4”指标还可以使用冲压发动机，但是亚燃冲压发动机达到这个指标太过极限，超燃冲压发动机现在还没能实用，都有着巨大的工程难度。

所以我国科研人员脚踏实地，使用看起来很没有技术含量，没有冲压发动机那么高大上的液体火箭发动机来实现无侦8“双4”指标。

但正是这种脚踏实地的选择让无侦8研制难度大大降低，从而让无侦8很快就能投入使用。

目前根据一些消息来看，最早在2018年，无侦8就已经开始装备我军部队，并且在东海方向执行侦察任务。

综上所述，飞行高度40000米的无侦8是现役军用飞机中当之无愧的飞行高度冠军。