客机在升空后，为什么要使用阶梯式的爬升方式飞到预定高度？直接飞不行吗？

首先我们要知道一个问题，飞机为什么飞得起来？简单来说就是因为它的升力大于或等于重力，这个升力是由飞行过程中两面机翼产生的上下压强差造成的。这个很好理解，可是很多人会忽视。

客机在起飞之后，它的重力是不断下降的，因为燃油被消耗，经发动机燃烧之后变成气体排了出去。如果一架飞机以相同的速度持续飞行，它的升力是不变的，重力慢慢变小，它就像氢气球一样会向上飘。

这个时候该怎么做才能稳住飞机呢？

通常有两种方法，第一种是降低飞行速度，降低后，机翼产生的升力就会减小。可问题是速度不能轻易减，这样会导致航班延误。还有一种方法是升高巡航高度，高度越高、空气越稀薄，在相同速度下，机翼的升力也会减小。

你以为这样就完美解决了？并不是，机长要考虑的事情太多了。飞机在更高的空间巡航，空气密度低了，含氧量也低了，这时的发动机推力会下降，速度也会跟着下降。还有一个现象让这个飞行变得更加复杂，大气变稀薄以后，整个飞机的飞行阻力又减小了，如果你是机长，该怎么去调控发动机的推力，让飞机在保证原有速度的情况下油耗最小？左右脑互搏，里面有两个小人在打架。

飞行员的操作是先爬至初始巡航高度，把燃油烧掉一部分，重量减轻后再申请“二次放行”上到更高层，此时推力和重量比改善，能以更优的升阻比飞行，公里油耗显著下降。

这个巡航高度不是飞行员需记住参数就可以。比如波音737 MAX在飞行时先爬到9100米高度，随后可升到11900米。777-300ER的首次巡航是10650米，最终稳在13100米。

空客A320油少时比较生猛，首轮就直冲11900米，油多时则先在9100米这个高度飞，然后再升到12500米。远程机首轮即10700米，最终逼近12200米，借稀薄空气省油。

从这些数据可以看出。虽然数据相对固定，飞行员也要根据当天飞机的状况、天气情况，航线进行相应的调整，这就很考验机长的能力了。

也就是说，阶梯式是最省油的一种爬升方式，爬升梯度和距离是经过科学计算出来的，不是机长想怎么飞就怎么飞。

现代中大型客机最终的巡航高度都定在12000米左右，为什么会是这个高度呢？

这个高度正好越过对流层，到达了平流层的底部。对流层里面有很多云、风、雨甚至是鸟类。环境非常复杂，对于客机而言是很危险的。比如目前飞得最高的鸟是高山兀鹫，它可以飞到1万米高空，轻松翻越喜马拉雅山脉。如果它被吸进了飞机发动机，肯定会导致发动机空中停车。

这个高度的空气不算稀薄，也不过于浓稠，对于客机的大涵道比涡扇发动机而言刚刚好，空气阻力也相对较小。在这种工况下，客机可以以0.78到0.85马赫数进行巡航，既省油又安全。

但是这个高度的气温是非常低的，所以现在大型航空客机使用的燃料都是航空煤油，还需要附加除冰系统。小型的私人运动飞机则不需要用航空煤油，高度稍微高一点的用汽油也行，1千米以下的用柴油都可以。这样的小飞机也没有除冰系统，因为它们压根就飞不到低温区间。如果是商务型私人飞机，用的是喷气式涡扇发动机，飞行模式就和大型客机一样了。

大型客机与小型私人飞机哪个更安全？

从目前的统计数据来看，小型的私人飞机要更加安全。它们要么飞得高、要么飞得低，与主要航线不重叠。而且这样的飞机可以给整机加一个大型降落伞，在空中一旦发生事故，降落伞可以打开。中大型的航空客机则没法配置整机降落伞，发生空难时，伤亡率较高。