这两天一位b站的小伙子找上了我，原因大概是我调侃了下国内军坛很多人不看包线开始瞎黑F15力大砖飞被SU27吊打，这小伙子希望用包线打我的脸，本着友好交流的态度我利用周末时间和他进行了一些交流，不过由于其水平实在太差导致说话牛头不对马嘴，最后以把我拉黑作结。。。不过这给我了一个想法，简要写一写如何看包线以及如何进行多个数据手册的综合分析，当然还是以这场聊天作为背景，飞机使用F15为例，可能用到的手册包括
TO 1F-15A-1: 1986年版，F-15ABCD的共同手册，绝大部分的测试是基于发动机F-100-PW-100
TO 1F-15A-1 Appendix B：上面手册的新增附录，增加了很多USAF在89年重测的结果，此时F15C的测试机发动机为F-100-PW-220（下面简称PW220，同理F-100-PW-100简称为PW100）
F-15C Standard Aircraft Characteristics (SAC): 1992年，发动机为PW220
F-15C SAC with CFT:同样是92年出版，和上面SAC的不同点是本书是针对加装了保形油箱CFT后的飞机特征数据，而上面那本是无CFT的数据
TO 1-1B-50：书名翻译过来应该叫载重与配平？是USAF自己编的一本通用技术手册，不针对特定飞机，我们需要用到里面的一些定义
下面开始正文之前我们需要明确一些必要前提：1.针对某型飞机的讨论需要明确配置，有无CFT，发动机型号，外部挂载等；2.飞机包线的测试条件。不明确这些条件就讨论的话很容易陷入和那位小哥一样的问题。
F-15的极限过载
这一讨论的出发点是基于和那个小伙子的讨论，他在回复中表示
我之所以提出了F15在0.55M 10000ft下有7.33g的过载是根据下图1
图1. 来自USAF test pilot school，本图作为样例出现在书中同时书中给出的注解为（在图的下一页）
“In this case, the corner point is at 0.55 Mach, pulling 7.33g and achieving approximately 23 deg/sec turn rate”
那么第一点：根据飞机的稳盘图，0.55M不可能拉出7.33g（见TO 1F-15A-1 Appendix B的图B9-28，这里节约篇幅起见就不放了，无挂载，飞机gross weight为37000lb下测试结果为0.55M@10000ft时可用过载为4.2g左右）；第二点，为什么是7.33g这一数字？
对第一点的解释很简单，因为图B9-28的题目叫sustained level turns，就是我们熟知的稳盘，那么4.2g过载是飞机不掉高度或速度时能拥有的最大过载；
第二点则需要了解F15的一个子系统：overload warning system (OWS)，关于OWS的来历有兴趣的话可以查另外资料，这里就不赘述了。OWS的作用是在根据飞机的高度/速度/重量来决定飞机可用过载，注意这个可用过载才是真正的F15极限过载。另外比较有趣的一点是很多人根据名字认为OWS会限制过载，关了它会更好，但实际上OWS是放开过载的，否则F15的极限过载被简单粗暴限定为7.33g，OWS启动后最大允许过载变成了9g，图2是OWS系统提供的过载限制
图2. F15无CFT OWS允许过载，出自TO 1F-15A-1 Appendix B的图B9-19，注意带CFT的话是另一张图，B9-20可以看出引入OWS后F15的极限过载变得比较复杂，图的读法是首先看上半部分，mach-高度图，先确定一个工况A（马赫-高度的组合为一个点A），然后从A点垂直往下做一条直线，该直线会和下半图的某一曲线（该曲线是飞机当前的gross weight）交截，记作点B，然后向左看，点B对应的纵坐标就是允许的最大过载。
例： 设马赫数为0.8，高度为海平面高度, 45000lb的gross weight，那么读图可知此时允许的最大过载是8.6g（也是手册提供的例题，实际上每个包线图怎么读手册都提供了很详细的说明，并附有例子，建议详细阅读学习）。
2. F-15的稳盘曲线
这一点同样来源于我们的争论，图3和图4是F-15的两张稳盘图，注意挂载全部都是4中+4近+中部挂架，图还是比较容易理解的，根据当前高度和马赫数就能知道飞机的最大稳盘过载。但用图以前一定要看准发动机型号，否则强行读图会闹出笑话。读图4可知F15在此型挂载下0.9M@10000ft拥有近7.5g的稳盘过载，而相同速度高度的su27处在著名的”跨音速陷阱“中。但这里会有一个问题，图4表明F15的测试重量为41000lb，那么此时油量如何？
图3. F15稳盘曲线（发动机PW100）图4. F15瞬盘曲线（PW220发动机）3. F-15的油量计算
注意本节可能会有争议，因为就算无外挂武器，考虑到挂架、机炮、润滑油、飞行员和各种杂项，飞机的空重并非裸机重量，CD上有个贴详细考证讨论了F15的各种空重计算（见《关于F15C使用空重的考证》），我的观点和帖子结论一致，是采用手册TO 1F-15A-1 Appendix B提供的F15C-MSIP操作空重（operating weight）作为飞机的准裸机空重，手册自己的定义为operating weight= basic airplane weight plus pilot, and unusable fuel，类似地话也出现在了TO 1F-15A-1中，同时TO 1F-15A-1还提到了该数据是以500lb做近似的，不能用于飞机性能计算。在手册TO 1-1B-50中提供了比较详细的定义，见图5。
图5. 飞机各项重量定义，来自TO 1-1B-50的图2-1.从图5可以看出operating weight+油+负载=飞机的起飞空重。那么倒推油量则可以用fuel=gross weight-operating weight-payload items。以图4的F15挂载4中4近+中挂架=41000lb为例，查手册TO 1F-15A-1的图5-6可知4枚AIM9的重量1678lb（根据响尾蛇子型号则略有微小差异），4枚AIM7的重量为2040lb，中部pylon的重量为296lb，共计4014lb。飞机的operating weight查TO 1F-15A-1 Appendix B可知为29500lb，那么
油量=41000-4014-29500=7486lb，
约为3.4吨内油（注意operating weight是每500lb取整的值，所以内油量并不精确，但足以提供一个大概数值），以JP-4燃料为例，其密度为6.5lb/gal，那么燃油量大约为1151gal，本身F15C的内油容积为2070gal，那么内油量约为56%。
如果不去弄明白各项重量的定义的话也很容易闹一些笑话，比如
4. PW100 VS. PW220
在F15服役初期，PW100发动机的不可靠给了机组很多麻烦，导致手册里专门写了几段话描述PW100操作要柔和等等。。。一个常见评论是PW220主要增加了可靠性，但推力上并没有提高，例如
一个典型的错误认知，以为两个发动机无差距便可以用PW100的包线推测换装PW220后的性能虽然他俩最大推力确实差不多，但需要注意发动机推力在不同高度/速度组合下推力并非一个常数，而是一个曲线，这也是为什么不能用用PW100飞出来的包线去评价换装PW220后的F15，一个直观例子就是图3和图4，可以看出明显不同。实际上我们可以看另外一种曲线：飞机加速曲线，来判断发动机实际性能。图6是TO 1F-15A-1 Appendix B给出的F15C使用发动机PW220在4中4近+中挂架=44000lb的高空加速曲线，可以看出40000ft时在标准气象条件下从0.85M加速到1.5M需要大概125秒。而相同外部挂载，发动机改成PW100，gross weight减少为42000lb时，40000ft从0.85M加速到1.5M需要近250s！这是由于PW220有着更好的高空高速性能，同时也说明了为什么图4会有更出色的稳盘性能。
图6. 使用PW220的F15C带4中4近+中部挂架 44000lb 高度40000ft的加速曲线正文部分结束
文章花了一个半小时左右写完了，都是爱好者的基础读图知识，没有什么深奥的理论在里面，以后有机会有时间的话可能会写一些飞控的东西，但飞控大多都是飞行器建模与控制理论的应用和大段的稳定性证明，相当无趣