飞行器性能包线（Flight Envelope）顾名思义定义飞行器的性能（Performance），是设计数据对飞行员的表达。包线表达不是唯一的。常见的是V-n图，空速对应机体负载，也就是常说的G。
图1是飞行包线的概念图，取自FAA的教材。所谓“包”是飞行状态位于在图中的绿色区域不会造成机体的机构损伤，飞到图中的棕色区域，机体会损伤；如果到了红色区域，飞机有空中解体的危险。在军用飞机中，特别是原来的格努曼产品，飞机超过设计值，over-G，第二天一样出勤，得到绰号Gruman Ironwork，反而现在的飞机难说有那样的裕量。

图1 飞行包线V-n
横轴是空速表值；纵轴为负载为G。为什么用G做纵轴呢？最简单的回答：速度是矢量，任何速度变化都涉及加速度，G是加速度常量。在小半径转弯机翼倾角60°时，机体的负载就是2G。这是中学的物理，大家可以自己去算。
有飞行知识的看到图1能知道飞机类型：最大巡航表速小于200mhp，肯定是固定起落架的螺旋桨飞机。再看负载范围-2G到+4G的范围，符合FAA utility，最大可能是农用的Airtractor一类飞机，而非172这类同为固定起落架螺旋桨类型。

图2 空速表
对飞行员来说，传统的空速表（图2）标识和图1关联。两张图的区域颜色可对应。空速表左上角的红线对应图1中右边红色区域边界Vne，空速表低速端的红线是失速速度，更低速的小段白色一般表示放出襟翼后的失速速度。应该指出的是，图和空速表的数值都是在无风情况中。图1中的max maneuvering speed，这个值在空速表上没有标识，靠飞行员自己把握。所以在大风天，一般建议空速要低于最大巡航速度10节，特别是172一类小飞机，以免机体损伤。

除了结构性损伤，从图1中可以看到“有动力失速”（Power-on/Accelerated/Departure Stall）的概念，即任何速度，任何推力情况下，只要超过了机翼的临界攻角（critical AoA）飞机就会失速。


要取得FAA适航证，生产厂家需提供这些数据，FAA背书。每个型号都有一本Pilot Operating Handbook。前面说的Cesna172很多年份没有这张图，只有数据列表，这是因为172的气动太简单了，如果胸中有图（概念），将数值代入即可。美国的军用飞机，海军叫NATOP，空军叫-1，和民有的POH性质一样，都有这类图。

图1是概念飞行包线的概念性图，所有数值都是海平面值。我们在讨论飞行器，如果停在海平面，这是个问题。那么图3就是一个相对真实的飞行包线图

图3 某飞机的飞行包线
有兴趣可以按我前面的方法猜猜这是什么飞机，稍后给出答案，提示读工程图要注意单位。图3和图1的差别在于引入了第三个变量，高度，总算离开地面了。
这是非常经典的工程表达方式。实际工程中没有单变量系统，在数值计算不那么容易的时代，这种方法直观清晰。现在计算机能给出很精确的数值也能生成三维图，那如果有四个变量怎么办呢？而且三维图人脑不见得就能处理好，如图4。

图4，飞行包线3-D表述
包线表达的多样性
多变量决定了飞行包线图的多样性，就看你怎么切三维数据到二维图了，图5就是纵轴变为飞行高度而图中是等负载线，这里的负载单位变为重量（磅），这是所谓V-H图，取自著名的U-2 POH。
图5 U-2 V-H包线图
U-2在飞行手册中使用V-H图由其任务性质所决定。其设计初衷就是靠飞行高度规避敌方防空武器，有笑话是目前为止唯一的喷气式滑翔机，不可能做高G机动。军迷都听说过Coffin Corner，出处就是这张图，在高空失速值和最大空速很接近。飞行员很难操作。
现在给出图3的答案：F-104A的飞行包线。难点是要看到空速的单位变为了节，是海里/每小时，同时还要看到最大Mach数和高度的关系。如果仔细点，也可看出上面Coffin Coner的关系，飞行高度越高，最大速度和失速越接近，而且负载G值很低，但是怎么也没有V-H图来得直观。
能量空战理论和飞行包线
说到飞行包线怎么能不提Boyd的能量理论呢？这就有了E-M图5，能量机动性能包线
图5 E-M
纵轴是持续转弯率，图中的线是等能量线，是在给定空速下，完成一个水平转弯会失去多少能量，这篇所有的图都取自维基。但图5维基的解释好像不对。
小结
理论上说，所有的飞行器都存在Coffin Corner，这些边界点。美国大航空公司最后一次机毁人亡事故是2001年911以后，AA-587是飞行员操作不当，超过了最大机动速度，造成飞机空中解体。
飞行轨迹（Flight Profile）
我在第一篇中的错误是将Profile作为“包线”，如果用轨迹在那篇中更准确一些，原文是Seeking Profile。在英文中和飞行轨迹不是完全一样，多一层概况和计划预期含义。如下图。
要得到前面说的性能包线，需要很多不同的test flight profiles。这是Envelop Expansion。我的中文掉坑里了。

最后在拿捏🔪一把。前几天转个贴，自媒体的军迷说技术派是扯，然后云山雾罩的某某一句话美日吓尿了；🔪就接着转了N篇通讯靠吼的神贴，让美日尿透。这就是我从来不评论中国的武器原因：除了那个歼-20，中国的所有型号以美国为首的西方都接触过，气动定了，“包线”也就定了。不论叫“战神”还是“战鬼”，换个马甲我就不认识了？🔪嗨了就成。
打飞机，
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贴主:ming1000于2024_09_22 18:58:56编辑