挑战只用一张A4纸，带你看懂国产大飞机的一个“秘密”

你折过纸飞机吗？

折过就好办了

透过这小小的纸飞机

你会掌握真·飞机的一个“核心机密”

请落座，咱们正式开聊

在人类探索天空的征途中

机翼作为飞机的重要组成部分

扮演着举足轻重的角色

它不仅是飞机产生升力的核心部件

更是影响飞机外形的最直接因素

而童年时随手折出的纸飞机

恰恰是理解这些复杂原理

最直观的“教具”

机翼的奥秘

升力与阻力的平衡

机翼的奥秘，首先体现在它如何帮助飞机克服重力，翱翔于蓝天之上。在飞行力学中，机翼通过产生升力来支持飞机的重量。

这一升力的产生，源于机翼上下表面空气流速的差异。当飞机前进时，机翼上方的空气流速较快，形成低压区；而机翼下方的空气流速较慢，形成高压区。

这种压力差，便是机翼产生升力的关键所在，它像一双无形的手，把飞机“托”了起来。

然而，在追求升力的同时，机翼还必须面对阻力的挑战。阻力是飞机飞行时遇到的阻碍力，它会消耗飞机的动力，降低飞行效率。

因此，在机翼的设计中，如何在升力与阻力之间找到平衡点，成为科研人员关注的焦点。

机翼形状

对飞行性能有哪些影响

这时，我们再回头看看纸飞机。

小时候，我们或许都曾折过不同形状的纸飞机。有的翅膀又宽又短，飞起来慢悠悠但很平稳；有的翅膀又窄又长，一掷出去就嗖嗖地往前窜。

为什么会有这种差别？这就引出了飞机设计中决定机翼外形的最重要参数——展弦比，即机翼垂直于飞行方向的展长和沿飞行方向弦长的比值，就是下图中a和b的比值。

展弦比较大的机翼表现为垂直于飞行方向特别长，让飞机看起来整体更加宽大。

展弦比值较小的机翼则垂直于飞行方向的长度较小，而沿飞行方向长度稍大，和机身配合起来就会使飞机整体外形更加细长。

大展弦比的机翼，典型的例子就是运-20运输机。它所采用的设计，能够提供强大的升力，使飞机能够载重更大、飞得更远。

这种设计特别适用于需要长航时、长航程、大载重的飞机，因为它们并不过于追求飞行速度，运载能力是首要考虑的因素。

而小展弦比机翼，则如歼-20、歼-35这类战斗机所展示的那样，能够减小阻力，提高飞行速度。这种设计对于追求高速飞行的战斗机来说，无疑是最优选择。

除了展弦比外，机翼的其他设计参数也会对飞行性能产生重要影响。

有时，叠完纸飞机后，我们会发现：两个机翼往往不是水平的，而是会向上或向下弯折。这一个小小的差别，会对飞机的稳定性产生大大的影响。

你可以拿起一张纸试一试，叠好纸飞机后把机翼调整为倒“V”形并扔出去。

这时，我们能观察到：纸飞机会突然翻转一圈，之后才恢复平稳。

而机翼呈正“V”形的纸飞机稳定性好，不易发生翻转。

在航空领域，我们称正“V”形的机翼为上反翼，倒“V”形的机翼为下反翼。上反翼能提高飞机的稳定性，下反翼能提高飞机的机动性。

所以，上反翼常用于民用飞机，如国产大飞机C919，而下反翼常用于军用飞机，如前面提到的运-20运输机。

高科技与纸飞机

聊完形状，再来说说“内功”。随着科技的不断进步，机翼的材料与技术也在不断更新换代。

随着复合材料技术的飞速发展，机翼开始大量采用碳纤维、玻璃纤维等轻质高强度材料，这些材料不仅减轻了机翼的重量，还提高了其抗疲劳性和耐腐蚀性。

此外，随着计算流体力学、优化设计等先进技术的应用，机翼的设计也变得更加精确和高效。

科研人员可以利用这些技术，对机翼的形状、结构等进行精细化设计，以达到最佳的飞行性能。

机翼不仅是飞机的核心部件，更是人类探索天空的智慧结晶。从最初的木质机翼到如今的复合材料机翼，从简单的形状设计到复杂的结构优化，机翼的发展历程见证了人类对于飞行梦想的执着追求和不懈努力。

在未来的日子里，随着科技的不断进步和创新的不断涌现，机翼的设计将会更加高效、环保和智能化。

回头再看那架小小的纸飞机——虽然简单到人人都能随手折一只，但想让它飞得久、飞得远，却一点也不简单。

由于背后深藏空气动力学与飞行原理的奥秘，纸飞机这一古早的玩具非但没有在时代更迭的过程中被淘汰，反而还吸引了无数热衷其道的人不断挑战极限。

✈️1966年，日本的二宫康明曾经研制出了一种名为“White Wings”的高级纸飞机，机身由几张纸片组合而成，机翼是两张纸片，尾翼是单独一张纸片。飞机可以通过皮筋弹射起步，上天后拥有极强的滑翔能力。

✈️1983年，航空工程师肯.布莱克本以16.9秒的成绩创造了纸飞机滞空时间的纪录。1998年，布莱克本将自己保持的记录刷新到了27.6秒，直到2009年，他所保持的纪录才被日本纸飞机协会的会长户田拓夫以27.9秒的成绩打破。

✈️在飞行距离这一项目上，橄榄球运动员Joe Ayoob 与设计师John Collins的组合于2012年2月创下了226英尺(69.14米)的世界纪录。

✈️2013年9月28日，德国布伦瑞克理工大学的学生在布伦瑞克机场机库创下了纸飞机尺寸之最……

未来，也许我们坐的飞机

会像鹰一样灵活

甚至“翅膀”本身会消失

用更炫酷的方式对抗重力

飞速发展的科技

将载着人类跨越天空

探索未知的世界

书写着属于人类的飞行传奇

参考文章来源：科普中国、中国科普博览、中科院物理所、北京航空航天大学科协

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