飞机(1903年莱特兄弟发明的航空器)

飞机（airplane）是指具有一具或多具发动机的动力装置产生前进的推力或拉力，由机身的固定机翼产生升力，在大气层内飞行的重于空气的航空器，飞机是一种航空器，可以自由地在大气中航行。公元1903年，莱特兄弟所发明的“莱特1号”，实现了人类有史以来的第一次飞行，飞机通常包括机身、机翼、尾翼、动力装置和和起落架等部分，飞机应用于航空业、军事、科学、经济等方面，自从飞机发明以后，飞机日益成为现代文明不可缺少的交通工具，它深刻的改变和影响了人们的生活，开启了人们征服蓝天的历史。

在1903年12月17日进行的飞行作为“第一次重于空气的航空器进行的受控的持续动力飞行”被国际航空联合会（FAI）所认可，同年莱特兄弟创办了“莱特飞机公司”。1969年，波音747首次飞行，这是一种宽体客机，被称为“巨无霸飞机”，标志着民用航空领域的新时代。21世纪20年代，航空运输开设了定期航班，运送旅客和邮件。

飞机是人类创造的最为重要的交通工具之一，具有高效、快速、安全等特点。自从飞机发明以后，它们逐渐成为现代文明不可或缺的工具，开启了人们征服蓝天的历史。飞机改变旅行习惯，使远距离旅行成为可能。飞机为国际贸易和旅游带来机遇，满足全球化需求，促进了文化和商业交流。

发展沿革

研究背景

人类文明诞生后，飞上蓝天就一直是人类的梦想。而对于这种飞行，人类从一开始就进行了两条路径的探索：一条是轻于空气的飞行器，从热气球，再到飞艇；另一条则是重于空气的飞行器，从模仿鸟的翅膀到人力扑翼机、滑翔机，再到动力飞机。气球是人类发明创造的第一种载人航空器。1783年，蒙特哥菲尔兄弟首次进行了热气球公开表演，标志着人类首次有了一种实用的飞行器，掌握了利用空气浮力升空的技术。但气球难以操纵的缺点促使人们进一步研究和改进，将气球技术与操纵技术、推进技术相结合，从而促进了可操纵的、有动力的新的飞行器—飞艇的诞生。19世纪中期，第二次工业革命正在催生新的动力装置，一个电动机和内燃机的时代正在到来，飞艇的速度和操纵性都得到了长足的发展。面对飞艇的成功，重于空气的飞行器研究一直没有取得突破性进展。飞艇和热气球的问世激发了人类进一步探索飞行器的热情，早期飞行器的应用也为飞机的诞生奠定了理论和实验基础，为了满足长时间、远距离飞行的需要，科学家们开始关注和研究重于空气的飞行器。

早期起源探索

19世纪前期，重于空气的飞行器的研究中心开始在英国形成，英国“航空之父”乔治·凯莱使飞机的研究走上了真正科学的道路。凯利很早就开始研究仿制改造中国古代的玩具竹蜻蜓，从中发现了螺旋桨的原理。他通过对鸟的飞行进行长期大量的研究后，第一个明确认识到，人造飞行器要分别实现升举和推举两种功能。随后，凯利开创了空气动力学的实验研究，他的空气升力“与空气介质密度成正比，与平板面积成正比，与运动速度的平方成正比，与迎角的正弦成正比”的重大理论突破，对后世产生了重要影响。他的论文《论空中航行》更是被认为现代航空学诞生标志。

19世纪最后10年，滑翔飞行进入一个异常活跃时期。其中最著名的代表人物是德国工程师奥托·李林塔尔。他的研究是从观察和小嘲鸫的飞行开始，早期飞行试验主要集中在模仿鸟飞行的扑翼机上。1891到1896年，李林塔尔开始了分阶段的滑翔机试验。他先后制造了18种单翼、双翼和多翼滑翔机，亲自进行了2500多次滑翔飞行。19世纪末，一般科学家都认为重于空气的飞行器不可能成功，而美国科学家塞缪尔·兰利则肯定地指出：“这种机器（飞机）不仅在理论上是可能的，在工程上也是可以实现的。”这一明确结论对迷茫的航空界无疑是巨大的鼓舞。兰利进行了大量的空气动力学试验，获得了许多定量的试验结果，《空气动力学试验》一书集中了他的研究成果，是一部较早的航空基础理论著作，受到了后人高度评价。兰利在进行理论研究的同时，还进行模型飞机和动力飞机的设计试验。他的目标非常明确，就是要解决机翼的升力问题、动力和飞行稳定性问题。在试验了各种燃料后，他将精力集中于蒸汽机动力，称他的蒸汽机飞机模型为“空中旅行者”。1896年5月6日，第5号“空中旅行者”进行了一次非常成功的飞行，这被认为是航空史上第一架重于空气的动力模型飞机成功地实现稳定持续飞行，它证明了重于空气的飞行器的可能性和现实性。1899年，兰利和助手们对第5号、第6号蒸汽动力模型飞机进行了大量试验，然后进行全尺寸“空中旅行者”的设计。1903年10月7日，兰利驾驶“空中旅行者”飞机在波托马克河上首次试飞。由于弹射起飞时飞机尾部的张线挂了发射架，“空中旅行者”冲入河里。

19世纪德国的利林达尔就以白鹳为设计模型，为他设计的滑翔飞行提供了关键依据，经过20年的研究，获得了升力与阻力的宝贵知识，他将这一成果汇集成书，起名为“鸟类飞行是飞行艺术之根本，这本书成为航空文学史上的经典之作，他也因此和列奥纳多·达·芬奇一样，成为师法自然的先锋，成为空气动力学的鼻祖之一。19与20世纪之交时，莱特兄弟了解了利林达尔的实验后对飞行产生了巨大的兴趣，他们关闭了正在经营的自行车公司，开始研究利林达尔的飞行理论，发现他计算升力有误差，于是莱特兄弟重新开始研究和试验。利用最简单的工具，对不同的机翼进行测试，利用自行车制造不断流动的气流。测出机翼200个不同部位在不同角度受冲击时升力的大小。他们的研究成果成为空气动力学基本规律的可靠数据，后来他们又给滑翔机安装了发动机。1903年12月17日，莱特兄弟的飞机成功试飞。莱特兄弟的发明和实验为飞机技术的进一步发展打开了大门。从那时起，飞机的设计和技术不断进步。飞机的动力系统从最初的螺旋桨和内燃机逐渐发展到喷气发动机和涡轮螺旋桨发动机。飞机的结构也从木质框架发展到金属结构和复合材料结构。飞机的航空电子系统和导航技术也得到了极大的改进。

现代飞机发展历程

活塞式飞机时期

早期飞机制造以活塞式飞机为主，活塞动力时期为1900年代初~1940年代中后期，这一时期飞机主要采用活塞发动机——螺旋桨动力系统。初期发展阶段：莱特飞机升空至“第一次世界大战”前夕，继莱特兄弟之后，一些航空先驱建立小型飞机制造企业，实现初步的飞机研制和生产能力，可以说是飞机制造业的萌芽阶段；工业体系形成阶段：“一战”至“第二次世界大战”前夕，这一时期一些国家建立航空基础研究机构，航空技术实现快速发展，飞机及系统设计技术领域实现一些重大突破和发展，飞机性能显著提升，较好地满足了军用和民用市场需求，飞机制造企业形成专业化分工与协作，全行业的整体实力和水平达到一定高度，飞机制造业体系形成；“二战”及战后数年是活塞动力飞机发展的巅峰阶段，战争需求推动飞机制造业发展到空前规模和水平，成为最重要的国防工业门类，一些活塞动力军用飞机接近所能达到的性能极限，活塞动力民用运输机也达到空前水平。

喷气式飞机时期

喷气动力时期分成快速发展阶段和调整发展阶段。快速发展阶段大致为1950年代~1980年代末，是美苏冷战时期，也是世界经济和社会发展进步最快的时期之一，军用和民用需求推动飞机制造业实现快速发展。调整发展阶段大致从1990年代初开始至今，冷战结束，军事需求相对减少，民用航空市场需求在波动中实现增长。从活塞式飞机发展到喷气动力飞机，一是由于科技水平的提高、高效率动力装置的应用和发展，二是由于飞机形制的成熟、飞机应用范围变得空前广泛，这一时期先后出现了战斗机、轰炸机、侦察机、战略运输机、客机等，为适应不同用途，飞机的外形也随之发生变化，如早期战斗机多悬挂机关枪，运输机为扩大运输量增大机舱和右舱面积，超音速飞机为实现更快速度的飞行，采用特殊的金属和机体线条。

大事纪

1903年12月17日，美国莱特兄弟研制的“飞行者”号试飞成功，这次试飞实现了载人、有动力、可操纵的重于空气飞行器的持续飞行。

1910年3月28日，法国人H.法布尔制造并试飞成功世界上第一架水上飞机。

1911年10月22日，意大利飞行员皮亚查上尉驾驶布莱里奥式单翼飞机从利比亚的黎波里市飞到阿齐齐亚，对土耳其军队进行侦察。这是飞机首次在战争中使用。

1912年5月1日，英国设计师设计制造了世界上最早的封闭式座舱飞机阿弗罗F型单翼机进行首次试飞。其改进型阿弗罗-504成为第一次世界大战期间最著名的飞机之一。

1912年，世界上第一架全金属单翼飞机图巴号在法国试飞成功。1915年12月12日，德国飞机设计师容克研制的全金属单翼机容克J.1首飞成功，并在第一次世界大战末期被改装成强击机服役，成为世界上最先作战使用的全金属飞机。

1919年6月14～15日，英国阿尔科克上尉和布朗中尉驾驶维克斯维梅式双发轰炸机从加拿大的纽芬兰岛直达爱尔兰海岸，实现了世界上第一次不着陆跨越北大西洋的飞行。

1923年6月27日，美国陆军航空兵用DH.4B飞机进行空中加油试验成功。同年8月27～28日，创造了飞机续航77h15min43.8s的世界记录，空中加油15次。

1935年12月17日，美国道格拉斯飞机公司研制的DC-3型运输机试飞成功。标准型可载客21人，航程2100km。

1939年8月27日，德国人设计的He.178飞机首飞成功，该机装有HeS-3B涡轮喷气式发动机，这是世界上第一架喷气式飞机，标志着喷气时代的开始。

1941年4月2日，德国人设计的He.280V-1喷气式战斗机试飞，这是世界上第一架专门设计的喷气式战斗机，也是世界上第一架双发喷气式飞机。

1944年6月15日，英国皇家空军飞行员驾驶D.H.98“蚊”式战斗机在英吉利海峡上空击落一枚德国的德国V-1导弹导弹。这是世界上第一次击落导弹。

1945年，根据美国海军的要求，美国格鲁门把TBM-3“复仇者”改装成预警机，称为TBM-3W。该机于1945年交付美国海军使用，成为世界上第一架空中预警机。

1948年7月16日，英国维克斯公司研制的“子爵”号首飞成功。这是世界上第一架实用的装有涡轮螺旋桨发动机的客机。

1949年7月27日，英国德·哈维兰公司研制的D.H.106“彗星1”喷气式客机首飞成功。该机后来成为世界上最早使用的喷气式客机，标志着民用航空迈入喷气时代。

1952年4月15日，美国波音公司研制的喷气式战略轰炸机YB-52首飞，该机是世界上最著名的喷气式战略轰炸机之一。

1972年，美国麦克唐纳·道格拉斯公司研制的F-15高机动性制空战斗机首飞成功，1974年11月开始服役。该机是四代机的典型代表。

1977年5月20日，苏联苏霍伊航空集团研制的空中优势战斗机苏-27首飞成功。1979年投入批量生产。该机可完成“眼睛蛇”、“钟”型机动和库尔彼特小半径筋斗等高难度机动动作。

1981年6月18日，美国洛克希德公司研制的预生产型F-117A隐身战斗机首次试飞。F-117A成为第一架隐身战斗机。

1988年12月21日，苏联安东诺夫设计局研制的安-225巨型运输机首飞成功。该机最大起飞重量600t，最大载重能力250t。

1997年9月7日，美国洛克希德·马丁公司研制的F-22战斗机首次试飞。它具备隐身、超声速巡航、非常规机动、多目标远距离攻击等优异性能，是美国21世纪的主力战斗机。该机于2005年开始服役。

2004年，雷神公司研制的APG-63（V）2有源相控阵雷达配装F-15C战斗机，这是世界首例实用化有源相控阵雷达。有源相控阵雷达作用距离更远、可靠性更高，在同一时间内可完成两种以上的雷达任务，代表了机载雷达的发展方向。

2010年，波音公司研制的X-37B“轨道试验飞行器”（OTV），完成历时7个多月的首次在轨试验任务。该机由火箭发射进入太空，是第一架既能在地球卫星轨道上飞行，又能进入大气层的飞行器，结束任务后能自动返回地面，被认为是未来太空战斗机的雏形。

飞机的应用领域

航空业

在第一次世界大战以前，欧洲已经有了若干航空飞行的试验。例如：1910年8月10日，英国进行了航空邮递运输的试验。1911年2月18日，法国也进行了航空邮递飞行试验。1911年9月19日，意大利又进行航空邮递飞行试验。1910年6月，德国首次用硬式飞艇开辟客运航空线。1911年7月4日，英国飞行员进行了第一次航空货运飞行。第一次世界大战后，飞机在军事领域取得了优异的表现推动了飞机在航空领域的广泛应用，飞机开始替代飞艇和热气球成为主要的航空器，早期飞机被用来完成中等距离的载人飞行和货物运输任务，二次世界大战前后，跨国飞行航线和跨洲飞行航线被成功开辟，飞机成为了航空业主流的交通工具，飞机航空邮政事业的发展促进了民间航事业的发展。

军用领域

在第一次世界大战前，飞机的军事应用价值已得到了普遍承认。1910年6月，美国的寇蒂斯在纽约州考卡湖上进行了空投假炸弹试验；1911年1月7日，美国的克里斯(M.S.Crissy)和帕默利(P.O.Pamalee)在旧金山从一架莱特式飞机上进行了活性炸弹空投试验。同一年，意大利的圭多尼(G.A.Guidoni)从自己设计的飞机上首次进行了空中发射鱼雷的试验。第一次世界大战爆发前的几次局部战争中，飞机真的投入了实战。1911年9月底爆发的土耳其一意大利战争中，意大利陆军动员由9架飞机、11名飞行员组成的航空部队参战。9架飞机有2架布雷里奥式、2架法尔芒式、3架纽波特式、2架鸽子式。1911年10月23日，队长皮亚扎上尉驾驶布雷里奥式飞机飞往特黎波里与阿齐齐亚之间的土耳其阵地上进行了1h的侦察，揭开了飞机空中侦察的序幕。11月1日，加奥蒂(G.Gavotti)少尉驾驶鸽子式单翼机在北非塔吉拉绿洲和艾因扎拉地区，向敌军阵地投下了4颗2kg重的手榴弹，开创了历史上首次飞机空中轰炸的先例。1912年1月10日，意大利飞机投下了数千张传单，规劝当地的阿拉伯人投降。2月23日，皮亚扎利用固定在飞机座椅上的蔡司硬片照相机进行了空中照相侦察的试验。第一次世界大战后，人们在对空中力量首次使用的经验教训进行系统总结和研讨，前后提出了完整的制空权理论。受英国独立空军的成立以及制空权理论的影响，加拿大、意大利、法国、德国、西班牙等国也都先后建立了独立的空军。

经济发展

航空业的发展带动了相关产业链的发展，如航空制造业、航空服务业等。此外，机场建设和维护也需要大量的投资和人力资源。因此，航空业对于国家的经济发展具有重要的推动作用。，美国飞机制造业直接从业人员约40~45万人，年产值约2500~3000亿美元。欧盟27国飞机制造业直接从业人员约35~40万人，年产值约2000~2500亿美元。加拿大飞机制造业直接从业人员约8万人，年产值约300亿美元。日本飞机制造业直接从业人员约3万人，年产值约120亿美元。巴西飞机制造业直接从业人员约3万人，年产值约100亿美元。中国飞机制造业直接从业人员约40万人，年产值约400亿美元。截至2023年末，中国运输飞机在册架数4270架，比上年末增加105架，其中客运飞机4013架、增加71架，货运飞机257架、增加34架。

基本设计

整体设计

飞机设计是一项复杂和周期很长的工作，在工业部门通常分成几个阶段进行。首先拟定设计要求，它是由军方或民航负责。现代军用飞机根据国家的方针和将来面临的作战环境，经过分析提出作战技术要求。军用飞机设计要求的研究和制定一般都由专门的机构和人员来进行。民用飞机主要强调安全性、经济性和舒适性，其设计要求一般由飞机公司提出初步设想，经过与可能用户的商讨，并经过市场调查和分析讨论后制定的。

第二阶段是概念设计，概念设计的目的是对飞机的气动布局、性能、重量水平、航空电子、武器、所需新技术、费用和市场前景等方面进行初步和方向性的探讨。第三阶段是初步设计，它包括两部分内容，方案设计和打样设计，方案设计。材料与制造工艺上飞机需要使用高性能的材料和先进的制造工艺，如碳纤维、等。

外形布局

早期飞机的外形和构造是：采用双层乃至三层机翼(当时很少出现单层机翼飞机)；装备1～2台(汽油内燃)活塞式发动机，用来驱动1～2副螺旋桨；机翼与机身用优质木桁条或钢管拼装成承力骨架，外表蒙上亚麻布、棉布或胶木板做的蒙皮，以保持空气动力学应有的外形轮廓；为维持必要的强度与刚度，各层机翼之间、机翼与机身之间，尾翼与机身之间用一组组支柱或钢丝张线进行加固；飞行员座舱呈清一色的敞篷形式；固定安装着后三点式的轮式起落架或滑橇。飞机的总体外形还没有达到流线形要求。在飞机制造的过程中，老式飞机的机翼像把直尺向左右平展开来，被称为平直翼布局，当它去掉支柱和张线后，又叫悬臂平直翼布局。现代飞机，尤其是超音速飞机为了减小阻力，采用向后斜置的机翼，就像张开嘴的剪刀，这叫后掠翼布局。如果机翼是一块三角形，那叫三角翼。尾翼放在机头，机翼放在后方的非常规布局叫鸭式布局。取消尾翼或只取消平尾的布局叫无尾飞机布局。整个飞机如同一片大大的机翼，看不到明显的尾翼甚至座舱的，被称为飞翼布局。

基本结构

机身

机身是支撑机翼和发动机的主体结构。机身是一架飞机的主体结构，支撑并联接飞机的翼、发动机、座舱和货舱等装置。机身在飞行中必须拥有足够的强度和刚性，以及结构稳定性来保证飞行安全，根据航空器的用途和设计要求不同，机身的形状和材料也不尽相同。机身通常由铝合金、竹质、碳纤维和复合其他材料制成。

机翼

机翼是飞机上用来产生升力的主要部件，一般分为左右两个翼面。机翼通常有平直翼、后掠翼、三角翼等。机翼前后绿都保持基本平直的称平直翼，机翼前缘和后缘都向后掠称后掠翼，机翼平面形状成三角形的称三角翼，前一种适用于低速飞机，后两种适用于高速飞机。近来先进飞机还采用了边条机翼、前掠机翼等平面形状。

左右机翼后缘各设一个副翼，飞行员利用副翼进行滚转操纵。即飞行员向左压杆时，左机翼上的副翼向上偏转，左机翼升力下降；右机翼上的副翼下偏，右机翼升力增加，在两个机翼升力差作用下飞机向左滚转。为了降低起飞离地速度和着陆接地速度，缩短起飞和着陆滑跑距离，左右机翼后缘还装有襟翼。襟翼平时处于收上位置，起飞着陆时放下。

尾翼

飞机的尾翼由水平尾翼（平尾）和垂直尾翼（垂尾）两部分组成。平尾由水平安定面和升降舵两部分组成，其中前面面积较大的翼面叫做水平安定面，后面面积稍小的翼面叫做升降舵，二者主要功能是控制飞机的俯仰角度，确保飞机处于最佳飞行姿态。垂直尾翼由固定的垂直安定面和可以左右偏转的方向舵组成。垂直安定面是垂直尾翼中的固定翼面部分。当飞机沿直线作近似匀速直线运动飞行时，垂直安定面不会对飞机产生额外的力矩。但当飞机受到气流的扰动机头偏向左或右时，此时作用在垂直安定面上的气动力就会产生一个与偏转方向相反的力矩，可以使飞机保持航向。方向舵是用来控制飞机转向的，是垂直尾翼中可偏转的翼面部分。

动力装置

飞机动力装置是用来产生拉力或推力，使飞机前进的装置。采用推力向量的动力装置，还可用来进行机动飞行。现代的军用飞机多数为喷气式飞机。喷气式飞机的动力装置主要分为涡轮喷气发动机和涡轮风扇发动机两类。在系统上，采用机载电子系统、航空推进系统、飞机控制系统、空中交通管制系统。

起落架

保证飞机地面起降安全的关键部件。起落架主要由三个部分组成：主起落架、前起落架和支撑结构。主起落架位于飞机机身下方，是飞机最主要的支撑部分。主起落架通常由一对支架和套在支架上的车轮组合而成。支架主要负责承受飞机在起降过程中的重量，车轮则协助飞机在地面行驶和滑行，其中的刹车系统也能在刹车时发挥重要作用。

前起落架则位于飞机机身的前部，主要用于保证飞机在地面时平衡稳定。前起落架的结构形式和功能与主起落架相似，通常由一对支架和车轮组合而成。与主起落架不同的是，前起落架通常比主起落架小巧，并且组合角度和支撑结构也有所不同，以适应前部机身的结构。支撑结构则是在起落架与飞机机身之间提供支撑的重要部分。不同的飞机在结构形式和构造上也存在一定差异，但几乎所有的起落架都是由主起落架、前起落架和支撑结构组合共同构成。

现代飞机

飞行仪表系统：飞行仪表系统提供了飞行员所需的各种飞行参数和状态信息，包括飞行速度、高度、姿态、导航数据等。这些信息通常以数字显示在驾驶舱的仪表板上，帮助飞行员进行准确的飞行操作。

自动驾驶系统：自动驾驶系统能够根据预设的飞行计划和指令，在飞行中自动控制飞机的姿态、航向和高度。它可以减轻飞行员的工作负担，提高飞行的精确性和稳定性。

导航系统：导航系统提供了飞机的位置和方向信息，帮助飞行员确定飞行路线和目标。现代导航系统通常包括全球定位系统（GPS）、惯性导航系统（INS）和地面导航设备等。

通信系统：飞机的通信系统用于与地面的空中交通管制、航空公司和其他飞机进行通信。它包括无线电通信设备、数据链路和卫星通信系统等。

飞行控制系统：飞行控制系统负责控制飞机的各种运动，包括姿态控制（如俯仰、滚转和偏航）、高度控制和速度控制等。它通常由飞行操纵系统、液压系统和电动执行机构组成。

环境控制系统：环境控制系统用于维持飞机内部的舒适环境，包括温度、气压、湿度和空气质量的控制。它还包括座舱压力控制系统和空调系统等。

航电：航空电子系统是一系列子系统的综合，其主要目标是帮助飞行员更有效、更安全地完成任务及使命。对民用飞机而言，主要就是运送旅客到达目的地；对军用飞机而言，则可能是拦截敌机、对地攻击、侦察或海上巡逻。

军用飞机航空武器系统：机载武器系统，指的是军用飞机携带的武器以及相关软硬件设施等，功能是用以战时进行侦测、打击等。包含航空火控系统、机载悬挂设施、航空武器。航空火控系统，指的是用于跟踪探测目标，进而控制武器攻击方向、密度的机载武器设置的总和。机载悬挂设施，指的是飞机悬挂在机身上的武器，如挂载导弹系统。航空武器，即导弹、火箭弹等武器。

飞机的分类

飞机按用途可以分为军用机和民用机两大类。军用机是指用于各个军事领域的飞机，而民用机则是泛指一切非军事用途的飞机(如旅客机、货机、农业机、运动机、救护机以及试验研究机等)。

军用飞机

歼击机，又称战斗机，第二次世界大战以前称驱逐机。其主要用途是与敌方歼击机进行空战，夺取制空权，还可以拦截敌方的轰炸机、强击机和巡航导弹。

强击机，又称攻击机，其主要用途是从低空和超低空对地面(水面)目标(如防御工事、地面雷达、炮兵阵地、坦克舰船等)进行攻击，直接支援地面部队作战。

轰炸机，是指从空中对敌方前线阵地、海上目标以及敌后的战略目标进行轰炸的军用飞机。按其任务可分为战术轰炸机和战略轰炸机两种。

侦察机，是专门进行空中侦察，搜集敌方军事情报的军用飞机。按任务也可以分为战术侦察机和战略侦察机。

运输机，是指专门执行运输任务的军用飞机。

预警机，是指专门用于空中预警的飞机。

其它军用飞机包括电子战飞机、反潜机、教练机、空中加油机、舰载机等等。

民用飞机

按飞机的用途划分：有民用航空飞机和国家航空飞机之分，国家航空飞机是指军队、警察和海关等使用的飞机。民用航空飞机主要是指民用飞机和直升机。民用航空飞机典型型号有波音737，波音737是波音公司唯一投产的窄体单通道客机，自1968年投产以来已生产了7800多架。第一代型号737-200于1967年首飞已基本退出了主流市场。现在最常用的型号是737-800，两舱布局可搭载162人，满载航程达5665公里；国家航空飞机典型型号是空中客车A320和波音737，最简单的区分办法是看起落架上头有没有“轮胎盖”，有盖的是空客A320，没有盖的是波音737。

按飞机最大起飞重量划分：5700千克以下为小型飞机，用于通用航空（包括一些20人以下的载客飞机）；5700千克以上为大型飞机，用于运输经营。小型飞机典型型号有钻石DA40，是奥地利钻石飞机制造公司研发的轻型飞机，座位数为4座，机长8.0米，翼展11.94米，机身高1.97米，巡航速度272公里/小时，航程1056公里；大型飞机典型型号有波音747，它被誉为“空中女王”，自1970年投入服务后，到空客A380投入服务之前，波音747保持全世界载客量最高飞机的纪录长达37年。

典型型号

军用飞机

一战时期

三翼福克

1917年2月，西欧战场的天空中出现了一种新型飞机，即英国皇家海航驾驶的索普威斯三翼机，相比于通行的单翼或双翼飞机，三翼飞机更加灵活。1架完整的索普威斯三翼机在1917年春天落在德军阵地后方，将其掳获的德国地面部队如获至宝，立即将其安全后送至国内，交由航空队总监处理。接着，总监几乎向德国所有的飞机制造厂发出了邀请，由各厂技术骨干齐集阿德勒肖夫研究这架三翼机，并当场颁下了开发新型三翼机的竞标任务。一福克公司的设计最终脱颖而出。1917年初夏，福克拿出了第一个三翼机设计项目—V.4。对其进行测试后，福克又对机翼、副翼和升降舵等部位实施改进，完成后的作品称为V.5原型机。从整体布局到细节设计，V.5都带有索普威斯三翼机的影子，但它又有自己的独创设计，而且针对英国三翼机只有1挺机关枪的情况，福克的新设计有针对性地配备了2挺斯潘道7.92毫米机枪。福克三翼机的三层机翼布局显得格外简洁，这是因为设计师有意识地去除了常见于机翼间的繁复的张线，而代之以刚性支柱连接，这样做的好处是可以减少飞行阻力，从而提升飞行性能。福克的三层机翼采取翼面积自上而下递减的配置，这就保证了新机型具有非常出色的灵活性，使得其看起来虽然比双翼机复杂臃肿，实则却灵敏胜之。1917年8月末，最初的两架预生产型福克三翼机被送往前线，接受实战评估。这两架飞机的制式型号为福克F.Ⅰ三翼机。后来，这种飞机也改进成了“福克E3”型。接着又出现了“福克DR-1”型三翼机。

伊利亚·穆洛维茨

伊利亚·穆洛维茨轰炸机，1913年底试飞的俄罗斯四发动机双翼布局重型轰炸机，是世界上最早的四发动机飞机。乘员4～8人，有自卫枪8挺。曾在战时出动422次，投弹2000余颗，仅损失1架。它的最大时速121千米，续航时间5.5小时，载弹量0.52吨，翼展29.8米，机长17.1米，总重4.6吨。

骆驼F.1

英国在第一次世界大战中最成功的战斗机之一，仅在1917年7月之后的16个月中就击落敌机近1300架，创造了当时单机种战果纪录。1916年12月，原型机在索普威斯公司试飞，采用双翼单座布局，机头装一台130马力空冷发动机和2挺机关枪。操纵性极为灵敏，适用于当时的“狗斗”式空战战术。其舰载型为2F1型。该机最大时速185千米，升限5790米。

二战时期

P-51

第二次世界大战中号称综合性能最佳的美国战斗机，由北美公司研制。它采用水冷发动机，散热器设在机腹中段，座舱盖呈水泡形。机翼上安装有12.7毫米机枪6挺，翼下可挂副油箱或227千克炸弹2颗，总重达5吨。P-51的改型颇多，航程远、速度快，曾频频为战略空袭德国和日本的大型轰炸机编队护航，后又在朝鲜战争中少量使用。中国人民解放军空军创建时期也使用过它。P-51D型的最大时速703千米，升限12800米，爬升率9150米/13分钟。

B-29

美国于第二次世界大战后期使用的最大的四发动机活塞式战略轰炸机，也是最先进的巨型活塞式军用机。采用圆柱形机身密封加压舱和平直机翼布局。透明机头内集中乘坐乘员组，机尾有遥控炮塔一座，炸弹全部装在机身弹舱内。曾用于对日本本土实行战略空袭和布雷，并首次用它正式投掷过两颗原子炸弹，促使日本投降。该机经苏联仿制后取名图-4轰炸机。我军21世纪50年代曾引进过一批，后又改成无人高空侦察机母机和雷达预警机“空警-1”。B-29A的最大时速576千米，航程9650千米，载弹量9.08吨，翼展43米，机长30.2米，总重63.6吨，是20世纪40年代的“空中巨无霸”。

冷战

S-2

美国及许多西方国家在21世纪70年代之前唯一的一种舰载型反潜巡逻机。专门用来保卫舰队或沿海水域，搜索与打击海上及水下目标。装有雷达、声纳、磁探探照灯及照相机等设备。可携带火箭、深水炸弹、鱼雷、导弹等武器。但因机型老旧、航速低、机舱内可用空间拥挤，现已退出战争舞台。S-2D的最大时速450千米，航程2170千米，续航时间9小时。

别-12

苏联自21世纪60年代以来长期使用的双发涡桨式两栖型海上巡逻水上飞机，采用普通海鸥形上单翼双浮筒船形机身布局。机尾为磁探头与炮塔，机头为观察窗及雷达设备。乘员10人，翼下4个挂点可挂数吨攻舰攻潜武器。别-12曾创造该级别水上飞机多项世界飞行纪录。它的最大时速608千米，航程7500千米，续航时间16小时。

现代

EH101

21世纪初，欧洲多国合作生产的中大型军用途运输直升机，采用3台各1254千瓦功率的涡轴发动机，可运载35名士兵或其他军用物质。全机重13吨，最高时速309千米，航程1760千米。其他同类的国际合作型号还有S92和NH90等等。

AH-64

AH-64阿帕奇美国现役最好的双发喷气式武装攻击直升机，单桨式纵列双座典型布局，机头下装遥探炮塔一座及激光、电视、红外等多方式目标探测与瞄准传感器。短翼下可挂76枚火箭弹或16枚反坦克导弹，火力强大，自动化程度高，并有装甲保护，动力装置与旋翼叶片的抗枪击生存性高，是一种昂贵而又先进的战场攻击兵器。AH-64最大时速365千米。

民用飞机

波音737

波音737飞机目前是世界上150座级客机中最大的机群，自1967年4月首次试飞以来，波音737'-100/200和波音737-300/400/500飞机共交付了3132架。1997年开始交付新一代波音737-600/700/800/900飞机，迄今订货已超过1741架，各型波音737飞机总数预计将超过5000架。

空客A320

空客A320飞机是欧洲空中客车公司生产的一种中短程双发喷气客机。自 1988 年起，空客公司已交付了近八千架 A320，仅次于波音737，是历史上销量第二的民用喷气式客机。A320 是世界上第一款采用电传飞行控制系统的民用运输机，同时也是第一架使用侧杆代替传统驾驶杆盘的飞机。

Y-12

中国哈尔滨飞机公司自行开发生产的双发轻型多用途运输机，也采用上单翼布局，起落架为固定前三点式。一对功率各为620轴马力的PT6A型涡桨发动机对称地安装在机翼上。飞机前舱为双人制驾驶舱，中段客舱内可设置17个旅客座椅。运十二的改型有I、Ⅱ、Ⅲ、IV、V等等。其中的运十二IV型已分别获得英国CAA、美国美国联邦航空局的型号合格证以及中国民航的适航证和生产许可证，为中国民用飞机身国际市场开了个好头。运-12Ⅱ的翼展17.24米，机长14.86米，机高5.58米，净重3吨，总重5.3吨，最大速度328千米/小时，升限7000米，航程1400千米。

蜜蜂Ⅲ

蜜蜂Ⅲ，由中国北京航空航天大学研制生产的多种超轻型飞机中的一个主要型号，于1984年定型投产。蜜蜂Ⅲ型是一种多用途单发双座活塞式飞机，双翼布局。该机适用于农田作业、护林巡逻、空中摄影、游览娱乐、飞行训练等许多方面，已生产百多架，曾获国家科技大奖多次。蜜蜂Ⅲ翼展10米，机长6米，机高2.6米，净重140千克，总重366千克，商载100千克，最大速度95千米/小时，升限3500米，航程215千米。

未来发展

在军用飞机方面，未来的发展目标包括：拥有主动性电子隐身性能；具有发动机不加力状态下能实行超音速巡航的性能；能依靠推力向量控制使飞机获得更大的飞行机敏性；采用灵巧材料和灵巧结构使电磁传感器和机体达到一体化并使空气动力学翼面产生有利于空气动力学优化的变形；拥有无污染之制造和使用状态等等。

在民用飞机方面，未来的发展目标包括：新型动力的出现、噪声的进一步降低、新型发动机、新型材料、多电、航电这些技术的发展；区块链、5G、导航等所有技术融为一体形成立体交通；地面的气象雷达和飞机上的气象雷达融合在一起；通过民机的智能运营、维护，可以实现一旦飞机在空中出现问题，快速智能检测，并在落地的第一时间实配套备件进行维修，从而对下一个航班不造成影响；推动无人机货运的应用和发展等等。

无论是军用飞机还是民用飞机，未来的发展都需要更新和升级材料进行飞机及其属件制造。例如，军机的换代伴随着高温合金的升级。第一代涡喷发动机的核心材料是变形高温合金，核心材料工作温度650°C，到第四代的涡轮风扇发动机，核心材料工作温度已经达到了1200°C，采用了单晶高温合金。历代军机的换代一直伴随着发动机核心材料——高温合金的升级。现代碳纤维材料始于军用，目前航空航天为重要应用领域。现代的碳纤维是一种含碳量在90%以上的无机高分子纤维，具有良好的柔软性，且纵轴方向的强度很高，具有超强的抗拉力，属于新一代增强纤维，且碳纤维化学性质稳定，对高温耐受能力强，不易被腐蚀，是大型整体化结构的理想材料。与常规材料相比，碳纤维复合材料可使飞机减重，并有能力克服金属材料容易出现疲劳和被腐蚀的缺点。

根据预测，在未来10年，由于空气动力学的发展，飞行器的阻力将下降15%～20%；由于材料和设计技术的进步，飞行器的结构质量将下降20%；由于元器件可靠性提高和制造工艺的改进，飞行器的事故率将下降80%。商业空天飞行器将向更大、更快、更安全、更经济、对环境污染更小的方向发展。未来空天飞行器平台的显著特点将是多采用具有大升阻比的升力体构型。其结构是超轻质，高强度，功能、结构一体化的，具有最先进的高超声速推进系统、结构热防护系统、控制系统和安全保障系统。