飛機的翅膀那麼硬,怎麼設計的能與鳥一樣自由飛翔?

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雄鷹展翅，伴著凜冽的山風，一次次抒發對白雲的嚮往；麻雀抖羽，把低矮的屋簷營造成溫馨的天堂。是翅膀讓雄鷹和麻雀脫離地球引力，成為三維空間的動物。鷹翔雀飛，雖未在空中留下痕跡，卻讓人們產生了對翅膀的嚮往。飛機的機翼就是人類為自己打造的一雙翅膀。依靠這雙翅膀，人類實現了飛行夢想。

機翼是飛機上最重要的空氣動力部件，是飛機升力的主要來源，它不僅把飛機託舉到白雲之上，其構型與材質在很大程度上決定著飛機各項性能。自從1903年萊特兄弟在基蒂霍克寒冷的海風裡，駕駛著「飛行者1號」實現了艱難一躍，在此後一百多年間，飛機的機翼從材料選用到布局形式都發生了掀天揭地的變化。

最早的飛機是「木頭飛機」，當然機翼也是木質機翼。飛機誕生初期，飛機飛行速度低、載重小，機翼承受的載荷不高，機翼採用木質材料完全能滿足使用要求，因此在20世紀20年代之前，木質結構一直是飛機機翼的主流。

這一時期的機翼蒙皮常採用塗過清漆的亞麻布，翼肋等骨架結構常用雲杉木製作。早期飛機大多採用雙機翼。由於飛機動力不夠強勁、飛行速度慢，為了獲得更大的升力，只能採用增加機翼面積的方式，從而產生了雙機翼飛機甚至三機翼飛機。萊特兄弟的「飛行者一號」，就是一架典型的雙翼飛機。

一戰期間最富盛名的王牌飛行員李希特霍芬，曾創下了擊落80架敵機的驚人紀錄，他駕駛的紅色的「福克Dr-1」三翼機也成為那個時代的傳奇。

隨著科技進步，飛機性能不斷提高，飛行速度越來越快，載重越來越大，木質材料的強度不高、易燃易腐的先天不足就顯現了出來。誰能取而代之？杜拉鋁應運而生。於是，木質機翼退出了歷史的舞臺被金屬機翼所取代，航空史開始進入「金屬飛機」時代。機翼結構材料先後有鋁合金、結構鋼、鈦合金等，而蒙皮則由亞麻布換成了鋁。

由於發動機性能不斷提高，飛機飛行速度直線提升，雙機翼、三機翼以及其繁複的支柱、張線，成為阻礙飛機提速的障礙，於是，人們摒棄了雙機翼和三機翼，而專注於單機翼。從20世紀30年代起，雙翼機逐漸被單翼機所取代。

再後來，隨著飛機速度的不斷提高特別是超聲速飛行的實現，機翼形狀必須發生適應性演變，相較於早期的平直翼機翼，出現了後掠機翼、三角機翼、梯形機翼、變後掠機翼、前掠機翼等。機翼的功能也得到了極大豐富，戰鬥機或轟炸機在機翼下布置多種外掛，如副油箱、飛彈、炸彈、任務吊艙；機翼內部空間常用來儲存燃油、收藏起落架。特別是民航客機，為了保證旅客安全，全部將燃油儲存在機翼內，這也催生出了機翼整體結構油箱。

到了20世紀70年代，複合材料開始在飛機上得到運用，並由次承力構件向主承力件過渡，先出現了複合材料與金屬的混合機翼，後發展為全複合材料機翼，進入21世紀，航空史正式步入「複合材料時代」。

複合材料是指由兩種或多種不同性能、不同形態的組分材料通過一定的工藝過程組合而成的一類材料，生活中常見的鋼筋混凝土、三合板、石棉水泥板都是複合材料。飛機機翼常採用的碳纖維複合材料，就是通過將碳纖維與樹脂在一定溫度下固化成形的一種材料。在新一代民用飛機中，空客A380、A350和波音787的機翼均大量運用複合材料。與金屬材料相比，複合材料擁有更高的強度和剛度，並且可設計性更強，這樣製造出來的機翼重量更輕，氣動外形更佳，飛行阻力更小。

可以預期，隨著高效氣動技術、主動結構技術、先進位造技術等的進步，特別是納米材料、智能材料、多功能複合材料等新材料的快速發展，未來飛機的機翼無論構型還是材質，都將發生讓人耳目一新的變化，可能會出現自主可變機翼、柔性摺疊機翼、智能感知機翼，抑或還有像鳥兒那樣可扇動的撲翼……