民航飞机或是战斗机的极限飞行高度是多少？如果开着这些飞机一直往高飞会怎样？
民航飞机和战斗机的极限飞行高度是不同的，并且受到多种因素的限制。下面我将详细解释它们各自的极限高度，以及在尝试超越这些极限时会发生什么情况。
民航飞机的极限飞行高度
民航客机的典型巡航高度通常在 30,000 到 42,000 英尺（约 9,144 米到 12,800 米） 之间。这个高度被称为“巡航高度”，是经济性、燃油效率和乘客舒适度最优化的区域。
然而，民航飞机的实际最大飞行高度（服务升限）通常在 43,000 到 45,000 英尺（约 13,100 米到 13,716 米） 之间。一些特定型号，尤其是高性能的公务机或军用运输机，可能会略高一些。
影响民航飞机极限飞行高度的因素：
空气密度降低： 随着高度升高，空气密度急剧下降。这直接影响了飞机的升力和发动机性能。
升力： 升力与空气密度成正比。在稀薄的空气中，机翼需要以更高的速度或更大的迎角才能产生足够的升力来克服飞机的重量，这会增加失速的风险。
发动机性能： 喷气发动机需要吸入空气来燃烧燃料并产生推力。在稀薄的空气中，发动机的进气量减少，燃烧效率下降，推力也会随之降低。
空速限制（马赫数）： 飞机有一个最大允许空速，通常用马赫数表示（相对于音速）。在高空中，由于温度较低，音速也会降低。因此，即使飞机的真实空速（TAS）没有达到极限，其马赫数也可能接近或达到限制值，导致飞机进入“马赫数失速”或气动失稳。
结构限制： 飞机结构设计有承受最大气压差的限制。在高空中，舱外气压远低于舱内气压，需要增压系统来维持舱内适合人类生存的气压。随着高度增加，内外压差增大，对机身结构的强度要求也越高。
氧气供应和增压系统： 为了让乘客和机组人员在万米高空正常呼吸，飞机内部需要加压和供氧。这些系统都有其设计工作的最大高度限制。
飞行员感知和操作限制： 虽然现代飞机有自动驾驶系统，但飞行员在高空也需要良好的视野和对飞机性能的感知。稀薄的空气和潜在的低能见度会增加飞行难度。
燃油效率： 虽然理论上越高越节省燃油（因为空气阻力小），但过了某个高度点，由于发动机性能下降和维持飞行所需的额外推力，燃油效率反而会降低。
战斗机的极限飞行高度
战斗机的设计目标与民航飞机截然不同，它们追求的是速度、机动性和作战效能。因此，它们的极限飞行高度通常远高于民航飞机。
战斗机的实际最大飞行高度（服务升限）通常在 50,000 到 60,000 英尺（约 15,240 米到 18,288 米） 之间。一些专门设计的侦察机或高空拦截机（例如曾经的SR71“黑鸟”战略侦察机，其作战高度可达85,000英尺以上，但它不是典型的战斗机），其极限高度会更高。
影响战斗机极限飞行高度的因素：
除了民航飞机受到的空气密度、空速限制、结构强度等因素外，战斗机还受到以下关键因素的影响：
发动机类型和设计： 战斗机通常使用涡轮喷气发动机或涡轮风扇发动机，这些发动机在高空稀薄空气中的性能表现经过了优化。许多战斗机发动机配备有加力燃烧室，可以在短时间内显著增加推力，这对于在高空快速爬升或达到高马赫数至关重要。
气动设计： 战斗机的机翼设计通常是为了在高亚音速和超音速下提供良好的气动性能，并能承受更高的迎角和过载。
飞行员生理承受能力： 在高空，飞行员需要穿戴专门的抗G服和高空飞行服，以抵御低压和缺氧。但即使有这些装备，人体能够承受的高压差和缺氧极限仍然存在。
武器系统的限制： 许多导弹和机载武器系统也有其最佳的发射高度和速度范围，这也会影响战斗机的作战飞行高度。
作战任务需求： 战斗机执行的任务不同，其需要的飞行高度也不同。例如，高空拦截任务可能需要飞得更高，而低空突袭则不需要。
如果开着这些飞机一直往高飞会怎样？
让我们假设一位大胆（或者说鲁莽）的飞行员，试图“一直往高飞”，来分析可能发生的情况：
对于民航飞机（假设其设计允许）：
1. 推力急剧下降： 随着高度升高，空气越来越稀薄，发动机吸入的空气量急剧减少。即使发动机以最大功率运转，产生的推力也会迅速下降。飞机的爬升率会越来越小。
2. 空速不足导致失速： 为了在稀薄的空气中产生足够的升力，飞机需要维持一个较高的真实空速（TAS）。然而，随着高度增加，空气密度降低，相同的 TAS 在空气动力学上对应的速度（IAS）会降低。如果 IAS 下降到飞机失速速度以下，机翼就会失速，飞机可能会进入俯冲或螺旋。由于推力下降，重新加速到安全速度会非常困难。
3. 飞机性能衰减： 飞机上的所有系统，包括空调、增压系统、电子设备等，都是为一定高度范围设计的。超过设计极限，这些系统可能会出现故障。例如，增压系统可能无法维持舱内所需的压力，导致舱内失压，乘客和机组人员面临缺氧危险。
4. 结构应力增大： 舱内外压差会持续增大。虽然飞机结构经过强度计算，但如果超过设计允许的最大压差，机身可能会因为过度变形而发生结构性损坏，甚至破裂。
5. 燃油消耗不经济： 虽然高空阻力小，但由于发动机在高稀薄空气中的效率大幅下降，需要消耗更多燃油来维持必要的推力。超过某个高度后，飞机的燃油效率会急剧恶化，可能无法到达目的地。
6. 发动机熄火（Stall/Flameout）： 在非常高的高度，空气稀薄到一定程度，即使发动机运转，也可能因为进气不足导致燃烧不稳定而熄火。一旦发动机熄火，如果没有足够的高度和速度来重新启动，飞机会失去动力。
7. 温度极低： 高空气温非常低，可能低至零下几十摄氏度甚至更低。飞机外部会结冰，影响气动性能，而且飞机的材料和系统也需要承受极低的温度。
8. 辐射暴露： 在平流层高处，臭氧层对紫外线和宇宙射线的阻挡作用减弱，飞行员和乘客的辐射暴露会增加。
最终结果： 飞机很可能会因为推力不足、失速、系统故障、结构损坏或发动机熄火而无法继续爬升，甚至面临坠毁的危险。如果在高空发生失压，后果将是灾难性的，所有未佩戴氧气面罩的人员都会在短时间内失去意识。
对于战斗机（假设其设计允许）：
尽管战斗机的设计在高空性能方面优于民航飞机，但它们同样会受到物理规律的限制：
1. 发动机性能极限： 即使是高性能的战斗机发动机，在高空稀薄的空气中，其推力也会显著下降。发动机的涡轮叶片和燃烧室也需要承受高负荷和高温。
2. 马赫数失速（Mach Tuck/Compressibility Effects）： 在高空接近音速时，空气动力学效应会变得复杂。飞机的翼尖可能会先达到超音速，产生激波。这些激波会增加阻力，并可能导致飞机产生不希望的向下俯仰力矩（Mach Tuck），使得飞机难以控制。
3. 飞行员生理极限： 尽管有高级的维生系统和抗G服，但飞行员在极高空仍会面临缺氧、减压和过载的生理极限。极端的低压可能导致身体组织沸腾（虽然高空服提供了保护，但不是无限的）。
4. 燃料消耗与航程： 要在高空维持高速和作战姿态，战斗机需要消耗大量燃料。如果超出了其设计作战高度，燃油效率会大幅下降，严重影响航程和作战续航能力。
5. 武器系统和雷达性能： 许多武器系统在高空表现最佳，但也有其上限。雷达在稀薄空气中的传播特性也可能发生变化。
6. 冷却问题： 飞机上的电子设备和发动机都需要冷却。在高空稀薄的空气中，依赖空气进行有效冷却会变得更加困难。
最终结果： 战斗机可能会在达到其设计服务升限时，因为发动机推力不足、气动限制、燃油耗尽或飞行员生理极限而无法继续爬升。如果飞行员强行尝试，可能会导致飞机失控、发动机损坏或飞行员失去知觉。
总结来说， “一直往高飞”是违反物理定律和飞机设计边界的行为。无论是民航飞机还是战斗机，都有一个最佳的飞行高度范围和严格的最大设计高度限制。超出这些限制，飞机的性能将急剧下降，系统可能失灵，甚至面临结构性破坏和坠毁的危险。航空工程学正是为了在各种飞行条件下找到性能、效率、安全性和经济性的最佳平衡点而进行的复杂计算和设计。
民航飞机的极限飞行高度
民航客机的典型巡航高度通常在 30,000 到 42,000 英尺（约 9,144 米到 12,800 米） 之间。这个高度被称为“巡航高度”，是经济性、燃油效率和乘客舒适度最优化的区域。
然而，民航飞机的实际最大飞行高度（服务升限）通常在 43,000 到 45,000 英尺（约 13,100 米到 13,716 米） 之间。一些特定型号，尤其是高性能的公务机或军用运输机，可能会略高一些。
影响民航飞机极限飞行高度的因素：
空气密度降低： 随着高度升高，空气密度急剧下降。这直接影响了飞机的升力和发动机性能。
升力： 升力与空气密度成正比。在稀薄的空气中，机翼需要以更高的速度或更大的迎角才能产生足够的升力来克服飞机的重量，这会增加失速的风险。
发动机性能： 喷气发动机需要吸入空气来燃烧燃料并产生推力。在稀薄的空气中，发动机的进气量减少，燃烧效率下降，推力也会随之降低。
空速限制（马赫数）： 飞机有一个最大允许空速，通常用马赫数表示（相对于音速）。在高空中，由于温度较低，音速也会降低。因此，即使飞机的真实空速（TAS）没有达到极限，其马赫数也可能接近或达到限制值，导致飞机进入“马赫数失速”或气动失稳。
结构限制： 飞机结构设计有承受最大气压差的限制。在高空中，舱外气压远低于舱内气压，需要增压系统来维持舱内适合人类生存的气压。随着高度增加，内外压差增大，对机身结构的强度要求也越高。
氧气供应和增压系统： 为了让乘客和机组人员在万米高空正常呼吸，飞机内部需要加压和供氧。这些系统都有其设计工作的最大高度限制。
飞行员感知和操作限制： 虽然现代飞机有自动驾驶系统，但飞行员在高空也需要良好的视野和对飞机性能的感知。稀薄的空气和潜在的低能见度会增加飞行难度。
燃油效率： 虽然理论上越高越节省燃油（因为空气阻力小），但过了某个高度点，由于发动机性能下降和维持飞行所需的额外推力，燃油效率反而会降低。
战斗机的极限飞行高度
战斗机的设计目标与民航飞机截然不同，它们追求的是速度、机动性和作战效能。因此，它们的极限飞行高度通常远高于民航飞机。
战斗机的实际最大飞行高度（服务升限）通常在 50,000 到 60,000 英尺（约 15,240 米到 18,288 米） 之间。一些专门设计的侦察机或高空拦截机（例如曾经的SR71“黑鸟”战略侦察机，其作战高度可达85,000英尺以上，但它不是典型的战斗机），其极限高度会更高。
影响战斗机极限飞行高度的因素：
除了民航飞机受到的空气密度、空速限制、结构强度等因素外，战斗机还受到以下关键因素的影响：
发动机类型和设计： 战斗机通常使用涡轮喷气发动机或涡轮风扇发动机，这些发动机在高空稀薄空气中的性能表现经过了优化。许多战斗机发动机配备有加力燃烧室，可以在短时间内显著增加推力，这对于在高空快速爬升或达到高马赫数至关重要。
气动设计： 战斗机的机翼设计通常是为了在高亚音速和超音速下提供良好的气动性能，并能承受更高的迎角和过载。
飞行员生理承受能力： 在高空，飞行员需要穿戴专门的抗G服和高空飞行服，以抵御低压和缺氧。但即使有这些装备，人体能够承受的高压差和缺氧极限仍然存在。
武器系统的限制： 许多导弹和机载武器系统也有其最佳的发射高度和速度范围，这也会影响战斗机的作战飞行高度。
作战任务需求： 战斗机执行的任务不同，其需要的飞行高度也不同。例如，高空拦截任务可能需要飞得更高，而低空突袭则不需要。
如果开着这些飞机一直往高飞会怎样？
让我们假设一位大胆（或者说鲁莽）的飞行员，试图“一直往高飞”，来分析可能发生的情况：
对于民航飞机（假设其设计允许）：
1. 推力急剧下降： 随着高度升高，空气越来越稀薄，发动机吸入的空气量急剧减少。即使发动机以最大功率运转，产生的推力也会迅速下降。飞机的爬升率会越来越小。
2. 空速不足导致失速： 为了在稀薄的空气中产生足够的升力，飞机需要维持一个较高的真实空速（TAS）。然而，随着高度增加，空气密度降低，相同的 TAS 在空气动力学上对应的速度（IAS）会降低。如果 IAS 下降到飞机失速速度以下，机翼就会失速，飞机可能会进入俯冲或螺旋。由于推力下降，重新加速到安全速度会非常困难。
3. 飞机性能衰减： 飞机上的所有系统，包括空调、增压系统、电子设备等，都是为一定高度范围设计的。超过设计极限，这些系统可能会出现故障。例如，增压系统可能无法维持舱内所需的压力，导致舱内失压，乘客和机组人员面临缺氧危险。
4. 结构应力增大： 舱内外压差会持续增大。虽然飞机结构经过强度计算，但如果超过设计允许的最大压差，机身可能会因为过度变形而发生结构性损坏，甚至破裂。
5. 燃油消耗不经济： 虽然高空阻力小，但由于发动机在高稀薄空气中的效率大幅下降，需要消耗更多燃油来维持必要的推力。超过某个高度后，飞机的燃油效率会急剧恶化，可能无法到达目的地。
6. 发动机熄火（Stall/Flameout）： 在非常高的高度，空气稀薄到一定程度，即使发动机运转，也可能因为进气不足导致燃烧不稳定而熄火。一旦发动机熄火，如果没有足够的高度和速度来重新启动，飞机会失去动力。
7. 温度极低： 高空气温非常低，可能低至零下几十摄氏度甚至更低。飞机外部会结冰，影响气动性能，而且飞机的材料和系统也需要承受极低的温度。
8. 辐射暴露： 在平流层高处，臭氧层对紫外线和宇宙射线的阻挡作用减弱，飞行员和乘客的辐射暴露会增加。
最终结果： 飞机很可能会因为推力不足、失速、系统故障、结构损坏或发动机熄火而无法继续爬升，甚至面临坠毁的危险。如果在高空发生失压，后果将是灾难性的，所有未佩戴氧气面罩的人员都会在短时间内失去意识。
对于战斗机（假设其设计允许）：
尽管战斗机的设计在高空性能方面优于民航飞机，但它们同样会受到物理规律的限制：
1. 发动机性能极限： 即使是高性能的战斗机发动机，在高空稀薄的空气中，其推力也会显著下降。发动机的涡轮叶片和燃烧室也需要承受高负荷和高温。
2. 马赫数失速（Mach Tuck/Compressibility Effects）： 在高空接近音速时，空气动力学效应会变得复杂。飞机的翼尖可能会先达到超音速，产生激波。这些激波会增加阻力，并可能导致飞机产生不希望的向下俯仰力矩（Mach Tuck），使得飞机难以控制。
3. 飞行员生理极限： 尽管有高级的维生系统和抗G服，但飞行员在极高空仍会面临缺氧、减压和过载的生理极限。极端的低压可能导致身体组织沸腾（虽然高空服提供了保护，但不是无限的）。
4. 燃料消耗与航程： 要在高空维持高速和作战姿态，战斗机需要消耗大量燃料。如果超出了其设计作战高度，燃油效率会大幅下降，严重影响航程和作战续航能力。
5. 武器系统和雷达性能： 许多武器系统在高空表现最佳，但也有其上限。雷达在稀薄空气中的传播特性也可能发生变化。
6. 冷却问题： 飞机上的电子设备和发动机都需要冷却。在高空稀薄的空气中，依赖空气进行有效冷却会变得更加困难。
最终结果： 战斗机可能会在达到其设计服务升限时，因为发动机推力不足、气动限制、燃油耗尽或飞行员生理极限而无法继续爬升。如果飞行员强行尝试，可能会导致飞机失控、发动机损坏或飞行员失去知觉。
总结来说， “一直往高飞”是违反物理定律和飞机设计边界的行为。无论是民航飞机还是战斗机，都有一个最佳的飞行高度范围和严格的最大设计高度限制。超出这些限制，飞机的性能将急剧下降，系统可能失灵，甚至面临结构性破坏和坠毁的危险。航空工程学正是为了在各种飞行条件下找到性能、效率、安全性和经济性的最佳平衡点而进行的复杂计算和设计。
网友意见
外网看过一个前苏联拍摄的科普片。 好像是个少先队员提问系列。有一期就是问飞机一直爬高会怎么样？
一个少校跟节目摄影师说，万一翻车了你可得准备好跳伞。这个动作有点危险，为了全苏少先队员们涨涨知识冒险很值。
然后一架双座苏15带上摄影师就起飞实验了。一阵很诡异的音乐，飞行员油门推到底，一拉杆就不松手了，苏15一个旱地拔葱式起飞高度表指针狂转，然后高度上升率越来越低。达到最大升限之后空气压力低发动机动力下降，发动机的仪表指针开始摆动，有报警灯开始闪了。飞行员还是一直拉杆不做其他动作，一会儿飞机空速下降掉高度并且姿态不稳定。姿态仪的水平线开始歪了。 飞行员说了一堆没听明白的俄语，意思好像就是极限倒了，这时候还是保持拉杆，飞机已经倾角45°了。飞行员也是胆大按了驾驶杆上的一个按钮，双手离开驾驶杆，不做操作。字幕就是说自动驾驶配平接通，但是无效。飞机晃动的很厉害开始做一种姿态摇摆着下降。就这么摇摆下降了好一会儿，后座的摄影师说我都快吐了，镜头盖都飞了起来。然后自动配平操作开始恢复正常。再爬升，再摇摆下降。然后还实验了开加力，两个三针仪表的指针一甩就回去了，推了几次加力杆都这样。毛文说了一大堆，意思是加力无效，发动机保护自动切断了加力阀门。再高飞机上不去了。这时座舱外已经是深蓝色的了。
PS： 这一系列的节目很好的。开头是三个少先队员吹号的雕塑，有个童声说了一堆话。
譬如有一集介绍苏联的核聚变实验。说了一个冷知识：托卡马克虽然里面上千万度的高温，但是物质压力很低。所以总能量并不大。这集提问是，托卡马克里面有这么高的温度，不会把它熔化么。要是把东西放在里面会点燃么。节目就去了库尔洽托夫研究所展示里面的构造。字幕说你家里的灯管里面也是高温等离子，为什么没把玻璃管烧化。 托卡马克内只有灯管压力的十分之一。
还有一集提问说，我去钓鱼，鱼身体表面有一层滑溜溜的粘液。为什么会这样，是不是逃生的本领。后半段竟然出现了苏联正在试验的鱼雷，就是模仿鱼在外壳有一圈喷嘴，向外面喷淋粘液减少水流阻力。这段没有太多的台词解释，就展示了那些仪器设备和实验的鱼雷，但是里里外外拍了个遍。这好像应该是那个年代的顶级国防机密，就这么给解密了？
战斗机的飞行高度极限是米格25创下的，37525米（记得是，一般说法会有多个，应该都差不多）。
一直往高飞，到最后上不去，如果还做拉升动作，动作幅度小则掉高度进入俯冲，动作幅度大则失速进入螺旋。
进入螺旋状态的飞机，能够改出最好，不能改出坠机。
补充：最大飞行高度一般有两种，一是最大平飞高度，二是最大跃升高度（动升限），不做特殊说明的一般指最大平飞高度。
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