如何通過外形“看出”飛機飛行速度

分享一個小技能：如何通過飛機外形推測出其最大飛行速度。

一、入門級：看頭部的尖尖

先做個test，根據你目前的經驗，通過以下三個頭部比較三種飛機巡航速度的大小。

先說答案，從左至右，飛行速度依次增大。具體解釋後面說。

飛機的種類繁多，飛行速度差別也特別大，從每小時幾百公里到20馬赫，差別上千倍。首先說說如何從飛行器頭部大概估算出其飛行速度。

按照從慢到快的順序。

1，頭部帶螺旋槳的

美國F4U“海盜”戰鬥機

看到帶螺旋槳的飛機，首先確定飛行速度在音速以下。（螺旋槳飛機無法超音速， 因為飛機到達音速之前，螺旋槳尖部會最先到達音速，產生激波，阻力增大。此時增大動力，運氣好的話，螺旋槳尖部可以衝破音障，但是緊接著，尖部靠內側的部分又會到達音速，之後，螺旋槳更靠近內測的地方會到達音速。總之，在飛行器到達音速之前，螺旋槳的不同部位一直在超音速。一方面飛機動力不夠，另一方面，螺旋槳強度不夠。所以，螺旋槳飛機無法超音速。）

如果是頭部帶螺旋槳，說明為單發，即只有一臺發動機，動力肯定不會特別大。

綜上，頭部帶螺旋槳的為單發螺旋槳飛機，飛行速度最多也就600+km/h。

2，頭部為鈍頭圓弧形

空客A380

這就是我們平時乘坐的現代化民航客機，對應於test題目中最左側的圖。

頭部圓潤無其他部件，採用比較先進的渦輪發動機（渦扇、渦噴、少量為渦槳），效率高。巡航速度約為800-900km/h，這個速度是通航舒適度與經濟性相互協調後確定的，並非是渦輪發動機的極限。發動機數量與載重量有關，與飛行速度沒有多大關係。

3，頭部帶個窟窿

美國“佩刀”戰鬥機

上面這種頭部帶個窟窿的飛機產生於二戰末期。當時螺旋槳飛機已經逐漸不能滿足作戰需求，改為了更為先進的噴氣式飛機。渦輪噴氣式發動機的基本工作原理是通過進氣道吸氣，對吸進的空氣加壓，然後燃油混合並燃燒，最後通過噴管將燃氣噴出，獲取動力。

而進氣道（即機頭處的窟窿）則是噴氣式飛機的標誌。這種飛機基本處於跨音速（0.8-1.2倍音速）飛行，速度大概在1000km/h以上，大多數為1300-1500km/h之間。當然，也有更快的，比如下圖這廝：

俄羅斯米格21戰機

也是前面有一窟窿，但是與其他不同的是，不僅窟窿裡還有個尖錐，機頭部位還安裝了一個又尖又長的空速管。以後看到前面有尖就斷定這是超音速飛機（1.2倍音速以上）肯定沒錯了，具體原因下節講。

所以，窟窿加帶尖會更快，最大速度在2100km/h以上。

4，頭部是尖的

美國F22戰機

頭部是尖的，對應於test中的第二張圖。說明這肯定是超音速飛機。

聲音在空氣中傳播，靠的是空氣被壓縮然後又復原的過程。音速就是空氣被壓縮又復原的極限速度。如果飛機到達音速，則堵在飛機前方的空氣被壓縮但是來不及恢復原狀，密度會突然增大，同時，阻力也會突然增大，被擠壓的這部分空氣與周圍沒有被擠壓的空氣之間有一個明顯的分界線，叫激波。激波形成後，阻力突然增大，形成音障。

爆炸形成的激波

飛機如果想超音速，必須在依靠一個鋒利的尖尖刺破這層大密度的氣體。也正因如此，超音速飛機前面才做成尖尖的樣子。

總之，看到飛行器頭部帶尖，可以斷定飛行速度肯定超過音速了，多數在1.2-4倍音速之間。

再補充兩個例子：

地對空導彈，就是追著打飛機的那種，頭部也是尖尖的。

地空導彈

還有就是子彈，亞音速子彈頭部是圓的，超音速子彈頭部是尖的。

5，頭部為鈍頭體

看到鈍頭體飛機，首先想到的是普通的亞音速民航客機。但如果鈍頭體飛機以下面這種體位出現的話，你得知道，事情不是那麼簡單。

航天飛機

前面的飛機的飛行速度跟航天飛機根本就不是一個量級。另外，火箭頭部也是圓圓的鈍頭體。

有些人可能會有疑問，上一節中超音速飛機為了刺破壓縮空氣，頭部做成了尖的形狀，而火箭或者航天飛機速度更高了，為什麼反而又把頭做成了圓的。

把頭做成圓的，的確會使飛機在突破音障的時候比較費力。但是火箭發動機推力大，這點阻礙不算什麼。

火箭、航天飛機、彈道導彈等屬於高超聲速飛行器（飛行速度在6倍音速以上），此時由於氣流摩擦，會對飛行器產生巨大的傳熱量。研究發現，高超聲速飛行器頭部的傳熱，與頭部半徑的平方根成逆相關，也就是說，頭部越尖，傳熱量越大，飛行器越容易被燒燬。所以，這類飛行器頭部都是鈍頭體，而不是尖的。

當然，頭部並不是越鈍越好。一方面是因為鈍度越大，阻力越大，更重要的是，當頭部鈍度到達一定程度之後，會突然導致機身部位轉捩（由層流到湍流）位置提前，機身部位一旦轉捩提前，對飛行器來說是毀滅性的打擊。

總結：通過觀察飛行器頭部，可以大致判斷出飛行器的飛行速度。

頭部帶螺旋槳：600+km/h。

頭部帶窟窿：1000-2000km/h

頭部帶尖：2-5倍音速

頭部為鈍頭：800-900km/h或者8倍音速以上。

二、進階級：看機翼

前文提到，頭部為鈍頭，可能是青銅（普通民航客機），也可能是王者（能飛到大氣層外的），再配合觀察機翼，即可輕鬆判斷出來哪個是王者。

1，雙層翼

一戰期間的飛機

這種雙層翼飛機現在早就見不到了，只能在博物館和影視劇裡看到。影視劇裡一旦出現這種飛機，就說明故事發生在一戰期間。

當時的飛機還用的活塞發動機，所以速度不夠快，升力自然就小。升力不夠，個數來湊。所以就出現了這類有兩層機翼的飛機。

速度跟現在的普通轎車差不多，100-200km/h。不過這種飛機樣子還挺萌的，適合當工藝品。

2，平直翼

英國“噴火”戰鬥機

這種飛機常見於二戰期間，由於發動機動力提升，速度提高，只需要一層機翼就能夠有足夠的升力。

但由於機翼是平直的，當飛行速度接近高亞音速（0.8倍音速）時，機翼上表面會出現激波，阻力突然增大，此時飛機要麼動力不足，要麼機身強度不夠。

所以，平直機翼的飛機極限速度在800km/h以下。

3，後掠翼

後掠翼

現在常見的民航客機都是這種後掠翼。由於平直翼飛機在到0.8馬赫之後，機翼上表面出現激波，阻力增強，造成動力不足。將平直翼改為後掠翼，可以使飛行速度大於流過機翼的速度，可以防止激波提前到來，使飛行速度更接近音速。

後掠翼飛機飛行速度在八九百千米每小時以上。且後掠角越大，速度越快。

4，三角翼

協和客機

機翼前緣後掠角非常大，後緣基本無後掠，俯視投影呈三角形的機翼叫三角翼。當年的協和客機和現代的戰鬥機均使用三角翼。在大迎角飛行時，三角翼前沿還能產生大量氣流，附著在上翼面，能夠提高升力，這種機翼在超音速時阻力特別小。

因此凡是三角翼的飛機，都是超音速飛機。速度在2-4倍音速。

5，機翼的展長

展長越長，飛行速度越慢。比如轟炸機，偵察機等，其定位就是向地面某些地方投擲炸彈或仔細偵察地形，並不需要很高的速度。低速飛行條件下，為了維持足夠的升力，需要將展長做的特別長。

這就是所謂的升力不夠，長度來湊。

U2偵察機

同理，升力不夠，速度來湊。機翼展長越小，說明飛行速度越快。比如，被稱作“寡婦製造機”和“飛行棺材”的F104戰機。為了一味追求高空高速，翼展做的特別短，一旦發生空中停車事故，連滑翔落地的機會都沒有。

F104戰機

三、補充：氣動佈局簡介

前面兩章講了判斷速度。再簡要介紹一下飛機的氣動佈局。

氣動佈局指的是飛機的主翼（提供升力）、水平尾翼（控制俯仰）和水平尾翼（控制偏航）如何排列放置在飛機上。通過氣動佈局基本可以判斷出飛行器的功能特性。

氣動佈局主要分四種：常規式氣動佈局、鴨翼式氣動佈局，無尾氣動佈局以及三翼面氣動佈局。

1，常規式氣動佈局

常規式氣動佈局

普通的民航客機就是用的常規式氣動佈局。即產生升力的主翼在前，控制偏航和俯仰的尾翼在後。技術最為成熟，應用最為廣泛，穩定性好。

所以，看到常規式氣動佈局我們可以斷定，這架飛機中規中矩，速度不快，安全舒適。

2，鴨翼式氣動佈局

國產J20

上圖中的國產J20,主翼為三角翼，在主翼前方有鴨翼，後方有尾翼。主翼既同前方的鴨翼一起產生升力，又與後方的尾翼一起配平與操控。因此失速特性和機動特性特別好。所以目前廣泛應用於戰鬥機中。至於缺點，目前爭議比較大的就是對隱身能力的影響，此處不做討論。

以後看到飛機有鴨翼，你立馬可以判斷出：超音速戰鬥機，機動性好，空中格鬥技術槓槓的。

3，無尾式氣動佈局

美國B2轟炸機

既沒有尾翼、又沒有鴨翼，只有主翼的氣動佈局叫無尾式氣動佈局。與鴨翼比起來，機動性與穩定性基本算是沒有。只有一個優點，隱身性特別好。

所以，看到無尾式氣動佈局的飛機，可以斷定，這是不懷好意的隱身機。由於機動性與穩定性差，肯定不是隱身戰鬥機。只可能是隱身轟炸機和隱身偵察機。

4，三翼面氣動佈局

俄羅斯蘇37戰機

在常規的氣動佈局上再加上鴨翼就成了三翼面氣動佈局。結合了常規氣動佈局以及鴨翼佈局的優點。但是有這麼多翼面，太複雜了，而且重量增加了，影響力續航與機動性。所以，目前三翼面佈局的飛機並不多見。

由上圖可以看出，蘇37上，主翼、鴨翼、水平尾翼和垂直尾翼一個都不少。

寫到這裡算是結束了，十分粗略的介紹了一下飛機外形與飛機速度之間存在的關聯。下面做一道練習題。

由下圖估算飛機速度與用途：

首先，機頭為鈍頭體，機翼展長很大，且為常規氣動佈局，排除高超聲速飛行器的可能。初步鎖定為亞音速飛機。

其次，機翼為後掠翼，且後掠角較大，進一步確定為高亞音速飛機。飛行速度大概為900-1000km/h。

8臺發動機，由於發動機數量僅與載重量有關，因此確定飛機載重量較大。但機身不夠寬大，容量有限，排除運輸機。

最主要的，機翼下方載有炸彈，因此是轟炸機。

如有疏漏，還請海涵。

謝謝！

（qinghangwang）

（旋翼機、固定翼、直升機相關圖紙、資料）

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