戰鬥機設計與運作原理：帶你了解戰機的外型、材料、引擎，實戰能力，與武器的科學

審定及推薦序 賴維祥
飛翔是生命共同的夢想 廖榮鑫
作者序
一覽各式戰鬥機風采
前言：戰機的發展史，與本書目的

第一章、氣動力外型
一、空氣動力學
二、升力的來源
三、阻力的產生
四、實際戰鬥機的氣動力外型

第二章、結構與材料
一、靜力學與材料力學
二、機身的結構
三、機翼與尾翼
四、起落架
五、安全係數與循環次數
六、材料的選用與考量

第三章、航空發動機
一、引擎的種類
二、噴射發動機的構造
三、發動機的熱力學概念
四、渦輪噴射發動機的熱機循環圖——布雷頓循環
五、總結：評估發動機性能好壞的指標

第四章、穩定與控制
一、基本知識與概念
二、分析縱向配平所需概念
三、縱向配平分析：壓力中心與重心在同一點
四、縱向配平分析：重心在前、壓力中心在後
五、縱向配平分析：壓力中心在前、重心在後
六、超音速時的縱向配平變化
七、側向的穩定與控制
八、方向的穩定與控制
九、總結

第五章、飛行性能分析
一、水平等速飛行分析
二、空中機動
三、高度—馬赫—單位剩餘功率圖
四、航程與續航力
五、起飛與降落

第六章、航空電子系統
一、整體航電架構
二、雷達
三、匿蹤
四、防禦系統：警告與應對方式
五、電子戰
六、其他航電和各種輔助設備

第七章、飛彈、預警機與加油機
一、飛彈
二、預警機與加油機

第八章、評估戰鬥機作戰效能的方式
一、是否具備匿蹤能力
二、雷達等航電的等級以及飛彈的優劣
三、航程與載彈量
四、飛機的機動性
五、可靠性及實戰效果

第九章、實例探討
一、F-16
二、F-CK-1（經國號戰機）
三、幻象2000-5（Mirage2000-5）
四、世界各國的先進戰機

第十章、其他飛行器
一、民用大型客機
二、無人機
三、直升機

參考資料
延伸閱讀
感謝母校國立成功大學

推薦序

　　作者皞天是我曾教過航太工程概論課程的學生，當時有感於大一航太工程概論沒有一部較合適的教科書，大部份科普的書沒有一些較進階的概念與方程式，但真正進入專業的領域則方程式太多，對大一尚未學過微積分與流體力學等基礎專業科目的學生而言又太深了。無論國內外，針對航太科系大一航太工程概論的需求，或許只因小眾的需求，要找一本介於科普與專業課程之間教科書確是困難的，因此，在本校航太系的教學，後來劃分成許多不同的章節，請各領域的教師來協同上課，把各領域最基礎的概念講得更清楚深入一點。

　　我曾經萌生找這幾位航太工程概論授課老師共同來出一本書，每位老師各自負責專業領域的內容，再統整合成一本書。然而，要編輯一本書所需面對最困難的問題是如何獲得各種蒐集照片來源的授權？成為現代出書的新障礙，也因此打消了念頭。

　　當我看到皞天的這本書時，令我很驚訝；他這本書完全解決了我心目中的二個大難題——介於科普與專業間的書，及引用眾多照片但又都有自己拍攝及找到了提供人士的授權。因此，我敢說，這一本書是航太概論最接近教科書的內容，也因此我願意鄭重地推薦給各大學具有航太系的學校，或各大學機械相關系所有開授航空概論的課程使用，儘管本書強調以戰機為主角；當然對眾多非本科的航太迷也是最佳進階知性參考書。因為我自己也曾一段時間喜歡攝影，發現本書包含這些自拍或提供者的照片，顯然都是航太迷裡頭頂尖的攝影者及在航太領域裡有相當知名度的拍攝者（雖然只用英文名字），可以看到飛機高速時的氣流引生對稱渦流的流動現象，也是研究戰機氣流可視化的最佳呈現教材。同時作者對戰爭歷史的蒐集瞭解，一路鋪陳下來，對人類廿世紀才加入的航空器，或以戰爭角度來看的「戰機」顯然也是左右人類歷史很重要的科技。

　　作者參考很多不同來源資料，其中不少也蒐集到對岸的資料及照片，很難得的是他會根據所討論的專業領域去描述不同戰機的若干特性，類似從現有的機型去歸納它的專業屬性及差異；因此，這些必須從博物館的飛機裡去找，從照片也看到他應該到過不少博物館，也見證內行者看門道的功夫。當然，他也試著調和兩岸的用語，以這個部份而言，對我審訂的過程也遇到一些挑戰，我也只能儘可能以台灣目前的用語為優先，但若干語法未來要慢慢變成兩岸通用或各自沿用可能還是需要一段時間的歷煉，畢竟兩岸分開多年，對航太新科技的快速發展，我們還有需要加強的空間，但作者願意勇敢地踏出這一步，已屬難得。

　　最後，還是勉勵作者繼續努力，對未來航太科技及文化的傳承可多出一些心力，並期待在這波國機國造之際，可再起一波航太人才的高峰，並為台灣未來產業帶來更多元的發展空間。
作者序

　　一本書的序，是作者寫給讀者的一封信。此刻，我很榮幸能夠寫給各位讀者這樣的一封信。

　　書前的您，或許是在書剛出時，或幾個月、幾年甚至幾十年之後才看到這本書。不論如何，我都非常感謝您打開這本書，並希望這本書能夠讓您有所收穫。

　　這本書的源起，是我在2021年8月寫了一篇關於飛機穩定與控制的文章，想投稿到國內某軍事雜誌，當時雜誌社編輯吳先生看到這篇文章，就鼓勵我寫一系列完整文章來介紹飛機。儘管最後那些文章因篇幅和定位較不適合軍事雜誌而未刊出，但仍感謝吳先生讓這本書有了最初的雛形。

　　兩個月後，我整理集結這些投稿未成功的文章，變成一本精簡的電子書，並免費在網路上分享。我特別感謝臉書粉專James 的軍事寰宇，以及馬卡耶夫、單單機長說等Youtuber 願意在這階段幫我分享電子書，讓它在短時間內就有數千次下載，且獲得許多讀者的正面迴響，給了我一定信心。最重要的是，就在那時，我大學時期最要好的朋友之一——唐嘉宏先生，提出了出實體書的想法。在那之前，我從未有過要出書的念頭。要不是他的提議，這本書可能到現在都還只是個流傳在網路上的電子檔，非常感謝他。

　　2022年初，我花了一些時間，把原本電子書的內容幾乎全部重寫，最後擴增了五到六倍的內容；隨後投稿到晨星出版社——也就是這本實體書現在可以出現在各位面前的最重要功臣。由衷感謝晨星出版社願意接受我的投稿，讓這本書得以問世。在那之後半年的時間，我也要感謝所有提供圖片給我的朋友，以及這本書的編輯——許宸碩先生，有編輯的努力與辛勞，才能成就這本書的出版。

　　我寫這本書，並不是為了獲取什麼名利，而是身為一個接受過正規航太工程訓練的工程人員，我想把我的所見所學分享給所有對飛機有興趣的朋友。我知道並不是每一個人都有時間與機會讀四年的航太系、兩年的航太所（甚至攻讀博士學位），但我仍希望讓所有愛好飛機的讀者，藉由這本書盡量體會那些工程原理背後所蘊含的核心精神，這也可以算是渺小的我對這世界的一點點貢獻。一如我選擇理工專業的初衷——造福人類，讓世界一點一點地變得更進步、更美好。

　　生命有限，但思想與意識可以長存。或許很久以後，我的書只會靜靜放在圖書館某個不起眼的角落，但只要有新讀者翻開了這本書，並在閱讀時獲得了他以前所不知道的知識，這本書仍就在發揮它的價值。

　　最後，感謝我的家人、師長、朋友，以及所有對這本書有貢獻的人。我由衷希望這本書能讓所有愛好航空的讀者獲取更多專業航空工程知識，然而，這僅僅靠我自己的力量是不夠的，還需要您，本書的讀者，希望您也能把這本書分享出去，讓我們一起完成這份理想，謝謝！