美國的U-2高空偵察機通常在20公里的高度執行偵察飛行任務，在這個高度上，氧氣極為稀薄，氣壓也極低，人體的血液都幾乎要沸騰。所以，駕駛U-2高空偵察機，是一件很麻煩的事情。飛行員在接受飛行任務之前的12小時，需要要封閉備航。U-2屬於當時飛行高度最大的高空偵察機，駕駛艙內的增壓環境是按照9000米標準設計，而任務飛行高度多為18~20公里，所以飛行員還要穿特製的增壓服，看上去就像是宇航員。
U-2飛行員在起飛之前，需要吸氧備航。這是為了防止在飛行中遭到快速減壓的傷害，高空偵察機在快速爬升到2萬米高空時，如果座艙加壓不夠，飛行員會產生減壓症。他們必須先呼吸純氧，把血液裡的氮含量減到最少，以便防止產生減壓症造成腦血栓或腦梗阻，這很像是潛水員的操作。
此外，由於飛行時間長達十幾個小時，座艙又非常狹窄，飛行員無法解決“方便”問題。所以，U-2的飛行員還需要在小丁丁插上一根導尿管，這感覺，太酸爽了。因為早期的美製高空增壓服，忘記了設計排尿系統。有人說，穿條紙尿褲不就解決了？那個年代，還沒有紙尿褲呢，紙尿褲直到美國阿波羅登月計劃時才被大規模應用。
1956年7月5日，美國中情局U-2高空偵察機開始入侵蘇聯領空，執行穿越偵察任務。飛行員卡明維託駕駛U-2偵察機從德國威斯巴登空軍基地起飛，首次執行了對蘇聯首都莫斯科的照相偵察任務，飛行路線是波蘭克拉科夫—佈列斯特—明斯克—烏克蘭——莫斯科。
這是是美國U-2偵察機在蘇聯首都莫斯科郊外拍攝的偵察照片，拍攝高度為66000英尺，摺合20100米。照片顯示莫斯科飛機場跑道旁停放著數十架B-29戰略轟炸機，嗯，這是蘇聯仿製B-29的圖4戰略轟炸機。
根據U-2的照片，美國人驚訝地發現蘇聯遠程轟炸機數量十分有限，以前的數字都被誇大了。紅場閱兵中，蘇聯用僅有的十幾架米亞-4遠程轟炸機繞著圈重複通過紅場上空，讓美國誤以為蘇聯的上百架遠程轟炸機，數量已經遠遠超過了美國。U-2的偵察照片證實，這些判斷是完全錯誤的，這大大緩解了美國對於蘇聯“戰爭機器”的恐懼情緒，也極大的縮減了相應的軍費支出。美國人做事看上去財大氣粗，其實大多數很有章法，講究成本算計。
穿越偵察飛行之初，U-2偵察機從西德的威斯巴登基地起飛，後期從巴基斯坦的白沙瓦空軍基地起飛。從1956 年至1960 年，美國中央情報局共使用U-2偵察機對蘇聯進行了24次高空穿越偵察行動。
直到鮑爾斯被紅旗2地空導彈（蘇聯山寨型為S-75導彈）打下來以後，才徹底停止。上圖是蘇聯繪製的擊落U-2偵察機的超現實主義油畫。
U-2偵察機誕生以來，在全世界一共被擊落7架，其中中國人民解放軍就包圓了5架，其他2架分別被蘇聯和古巴擊落。解放軍也是世界上第一次地空導彈實戰紀錄的獲得者，1959年我軍使用蘇制薩姆-2地空導彈在北京上空擊落了一架來犯的RB-57D高空偵察機，隨後又用國產紅旗2導彈擊落多架U-2偵察機。
U-2偵察機先後被我軍擊落5架，但是一共執行了110次深入大陸的高空偵察任務，最遠飛到蘭州和包頭，其他機種侵入大陸偵察就更多了。即便在今天，依靠地面或空中的防空力量，完全有能力封殺U-2偵察機的國家也不多，全世界估計也就十幾個。
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