飛機是人類在20世紀(jì)最重大的科學(xué)技術(shù)成就之一丁傲，也是重要的出行交通工具残匈。飛機外觀最凸顯的部分就是機翼菲藏，機翼那么薄，它是如何承受幾十噸重量的胆萧？

機翼的主要構(gòu)件包含了翼肋庆揩、翼梁、桁條和蒙皮跌穗。機翼結(jié)構(gòu)的基本作用是構(gòu)成機翼的流線外形订晌，同時將外載荷傳給機身。機翼結(jié)構(gòu)在外載荷作用下應(yīng)具有足夠的強度蚌吸、剛度和壽命锈拨。足夠的剛度既指蒙皮在氣動載荷作用下保持翼型形狀的能力，也包含機翼抵抗扭轉(zhuǎn)和彎曲變形的能力羹唠。

▲機翼的基本構(gòu)件

機翼最主要作用是產(chǎn)生升力奕枢，以支持飛機在空中飛行，也起一定的穩(wěn)定和操縱作用佩微。另外缝彬，在機翼上還安裝有改善起飛和著陸性能的襟翼和用于飛機橫向操縱的副翼，有的還在機翼前緣裝有縫翼等增加升力的裝置哺眯。

飛機機翼設(shè)計主要是為了讓機翼在空中飛行的時候谷浅，將氣流切割成上下兩個部分，并且讓兩個部分產(chǎn)生差異止槽。接著我們用一張圖來給大家簡單的演示一下機翼是如何產(chǎn)生升力的：

飛機上升主要利用的就是壓力差椅砸。機翼上下表面形狀是不對稱的，空氣沿機翼上表面運動的距離更長揍久，自然流速更快嫡服，根據(jù)伯努利定理，速度越快悄慨，氣壓越小饼痘，上下表面的壓力差就提供了升力。

當(dāng)飛機前進的速度越大车管，這個壓強差，即升力也就越大。所以飛機起飛時必須高速前行还桶，這樣就可以讓飛機升上天空公杰。當(dāng)飛機需要下降時，它只要減小前行的速度苛瞬，其升力自然會變小许起，升力小于飛機的重量，它就會下降著陸菩鲜。

飛機機翼是如何承受大重量的园细？

在給定結(jié)構(gòu)重量指標(biāo)(機翼自身重量)的前提下，能夠安全地承受使用載荷(設(shè)計中會放大為設(shè)計載荷)接校，靠的是結(jié)構(gòu)材料的正確選擇猛频、結(jié)構(gòu)部件的合理布置以及結(jié)構(gòu)尺寸的精心設(shè)計分析與優(yōu)化。

①機翼材料的選擇

飛機的主承力結(jié)構(gòu)(如機翼上的梁蛛勉、肋鹿寻、蒙皮壁板)一般選用高比強度或者高比模量的材料，按強度設(shè)計的地方用高比強度的材料(避免材料的失效)诽凌，按剛度設(shè)計的地方用高比模量的材料(避免結(jié)構(gòu)失穩(wěn))毡熏。

材料的選擇必然很重要，而且是多種層次的侣诵。機翼的蒙皮傾向采用復(fù)合材料痢法，承重結(jié)構(gòu)依然采用金屬材料。碳纖維復(fù)合材料的特性是重量輕承重大杜顺，非常適合用在飛機機翼上疯暑。以波音787為例，它的機翼主結(jié)構(gòu)就是采用的碳纖維復(fù)合材料茫绅。

②機翼結(jié)構(gòu)部件合理布置及尺寸優(yōu)化

飛機機翼是按照載荷傳遞的最優(yōu)路線布置盅格，盡量使部件綜合設(shè)計，發(fā)揮各種形式結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢咳综，提高結(jié)構(gòu)和材料的綜合利用率鞭碳。

機翼里面實質(zhì)上是空心狀態(tài)，但為了能夠進一步加固整個機翼霍执，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用堅固的加強筋固定山滔。飛機機翼的每個零件都有其確定的位置，零件按照一定順序排放删摸，既能承受內(nèi)部發(fā)動機帶來的壓力莉紊，同時也能承受外部強風(fēng)力帶來的壓力。

飛機機翼本身就是承載發(fā)動機和放置機油的地方攀誓，同時還需要依靠機翼來抵抗強風(fēng)的壓力幼潮，而飛機本身機翼設(shè)計在達(dá)到前面要求的同時，還要竭力保持整個機翼的美觀，因此在設(shè)計方面頗費心思坯苹，機翼上每一個零件都要精準(zhǔn)安排隆檀，不能出現(xiàn)任何差錯。

以波音787為例粹湃，結(jié)構(gòu)的形式是雙梁單塊式恐仑，目前這個結(jié)構(gòu)設(shè)計十分主流。前后有兩根梁为鳄，之間又有很多的翼肋裳仆，這樣梁和肋就組成了機翼的內(nèi)部骨架結(jié)構(gòu)，外側(cè)是蒙皮和壁板設(shè)計孤钦。

▲波音787機翼剖視圖

在設(shè)計初始歧斟，設(shè)計人員就會將機翼的重量和整個飛機將會承載的最大重量加入設(shè)計和計算中，根據(jù)整個最大重量來進行整個機翼的設(shè)計和優(yōu)化司训，這樣就可以保證飛機的機翼承受如此大的重量构捡。

任何一架新型飛機在投入市場之前，都會進行無數(shù)次的測試壳猜，測試環(huán)節(jié)和復(fù)雜程度是我們無法想象的勾徽。一般來說飛機的機翼在設(shè)計上也有優(yōu)化，機翼在一定角度內(nèi)的彎曲是沒有問題的忿震，還可以承受3個G的顛簸斗黍，所以我們?nèi)粘ｏw行環(huán)境的顛簸是無法對機翼造成損害的。

▲飛機機翼上下擺動

總的來說肚浴，飛機機翼的優(yōu)異性能掷佑，主要取決于本身先進的材料，再加上獨特的機翼設(shè)計淡碟，和有針對結(jié)構(gòu)設(shè)計做出的優(yōu)化霹壁，保證了飛機在飛行過程中的安全穩(wěn)定。

（瘋狂機械控 ）

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