征服蓝天，谁是机翼中的王者

2021-01-17星辰月

课堂内外(小学版) 2021年6期

关键词：三角翼翼尖纸飞机

星辰月

小cool 龙！快来评评理！

等会儿，等我换上法官的衣服。

讨厌！你瞧，我们班要举行纸飞机比赛，我说纸飞机的翅膀越大飞得越久，可同学说翅膀越小飞得越久。你说，谁说得对？

纸飞机我不知道，真飞机我倒是可以说道说道。

青铜级慢慢悠悠双层翼

翻开飞机的历史，我们不难发现，莱特兄弟发明的第一架有动力的飞机——飞行者一号，就是一架拥有双层翼的飞机。之所以选择这样奇怪的造型，是因为飞行者一号的速度不够，只能通过添加机翼的方式来获得足够的升力。增加一副机翼，能提升大约20% 的升力呢。因此，后来甚至出现了拥有三层机翼的飞机。

白银级撞“墙”尖兵平直翼

随着发动机技术的发展，飞机的速度越来越快。升力足够，多出来的机翼就成了累赘，因此在二战时期，只拥有一层平直翼的飞机就占领了天空，将双层翼飞机打入了博物馆和表演场。

但平直翼也有致命的缺点。如果飞行速度过快，接近高亚音速（0.8 倍音速）的时候，机翼受到的飞行阻力就会突然增大，飞机就像撞到了一堵空气墙一样，要么失去动力，要么直接解体——叭嚓！

飞机撞上空气墙，遇到的问题其实类似于我们在水中行走。

不用双手划水，我们仅靠双腿在水中前行，会看到水自然地从我们身前退向两边。如果水退向两边的速度跟不上我们前进的速度，就会在我们的身前堆积、挤压，从而形成阻力，让我们难以前行。

当飞机的速度接近音速时，空气就会在飞机前方被压缩，最终形成难以逾越的空气墙。这堵“墙”被称为“音障”。

黄金级直冲云霄后掠翼

人们一度以为，飞机前面的音障是不可逾越的，因此飞机只能亚音速飞行，直到后掠翼的出现才打破了这个“魔咒”。那么，为什么后掠翼飞机能突破音障呢？

当飞机在高速飞行时，空气相对飞机也在高速后退。对于平直翼飞机来说，空气通过机翼的速度会比通过其他部位快，也就是说，机翼会更早地撞上音障;就算机翼突破了音障，其他部位又会相继撞上去。突破音障就成了一个艰难的过程，对飞机的强度和结构都是巨大的考验。

而机翼向后伸展，会让空气通过机翼的速度变慢，最终撞上音障的就成了整架飞机。这时如果发动机给力，机身强度足够，飞机就能一鼓作气撞开“空气墙”，成功突破音障！

飞机撞开空气墙之后，就能以更快的速度飞行，我们称为“超音速”。那么，这个时候，空气墙去哪儿了？空气墙还是存在的，只不过它形成的速度已经赶不上飞机飞行的速度了，所以无法给飞机带来阻力。

铂金级生不逢时前掠翼

但是，后掠翼也不是完美的。由于翼尖朝后，空气会顺着机翼在翼尖堆积，造成机翼失去平衡。严重的话，飞机就会在空中不由自主地左右摇摆，甚至翻滚，进而失去控制。那么，如果翼尖朝前呢？前掠翼就此诞生。

翼尖朝前，不但有效地解决了气流在翼尖堆积的问题，而且能让飞机在飞行时更加灵活机动。但是，如此一来，翼尖受到的升力会变大，就像有一只无形的手在往上抬翼尖一般。除非使用强度高、价格贵的复合材料，否则，一般材质的机翼，终究会因为承受不住这股力量而折断。也正因为如此，前掠翼飞机至今也只是停留在验证阶段，无法在蓝天纵横驰骋。如果材质的问题解决了，前掠翼飞机或许就能迎来新生。

钻石级飞行专家三角翼

有没有一种机翼能真正解决后掠翼的问题呢？别说，还真有！那就是三角翼。

三角翼，也就是呈三角形的机翼。它形似后掠翼，但与机身的连接更多，因此强度更大、更稳定，能够对抗在飞行过程中产生的各种气流状况。三角翼一出，立马大受欢迎，如今的超音速战斗机，基本上都选择了三角翼。

那么，三角翼就没有缺点吗？当然也有。三角翼强于飞行，但弱于起降。三角翼面积大，需要的升力更大，因此飞机需要滑跑更长的距离才能起飞;同样的，降落时速度不能太慢，否则升力不够，飞机容易一头栽到地上。当然，对于战斗机来说，解决飞行时的问题才是最重要的。

王者级集众所长变后掠翼

后掠翼飞行不够稳定，三角翼起降有隐患，于是，有人想到了将这两种机翼结合，取长补短，这就是变后掠翼。

变后掠翼，就是在起降或亚音速巡航时，机翼张开，呈后掠翼状态，以满足低速起降或巡航的要求;超音速飞行时，机翼向后折叠，变成三角翼状态，从而让飞机更加稳定高速地飞行。但是，这种机翼对飞机的设计要求极高，特别是要在飞行过程中改变机翼形态，可不是一件容易的事情，因此，使用这种机翼的飞机依然是凤毛麟角。

不同的机翼，不同的用途

机翼的变化，既是一个不断发展的过程，又是一个各自发光发热的过程。不同的机翼，根据自身的特点，在不同的场合扮演着主角。

双层翼

适用于速度慢，需要超低空飞行的飞机，如农药喷洒机。

平直翼