速度与机翼 01 - 音障
1903年莱特兄弟发明飞机以来，有无数种飞机在天空翱翔，然而它们最显而易见的区别就是各种形状的机翼。...
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在飞机设计领域中，有一门学科是无论如何也绕不开的，这就是”空气动力学”。它是物理中力学的一个分支，属于流体力学的范畴。那它和灰机有啥关系呢？我们知道灰机之所以能在天上灰，就是因为机翼通过空气产生升力，发动机通过空气产生动力。
空气被机翼前缘分开，从机翼上下表面流过，并同时在机翼后缘流出，上下压力差产生升力
机翼产生升力的原理
机翼的下表面比较平直，上表面带有一定的曲面。当机翼向前运动时，空气被机翼前缘分成上下两部分，流过机翼，并同时在机翼后缘汇合。因为机翼上表面是曲线，所以空气跑的路程就比机翼下表面的长，但上下又要同时从机翼后缘流出，于是只能”加速”。机翼上表面的空气流动速度快，对机翼产生的压力就小，反之机翼下表面的空气流动速度慢，产生的压力就大，这个压力差就给了机翼一个向上的力 - “升力“，于是灰机就飞起来了。
空气都堆积到了飞行体的周围，产生极大的压力，也会引发出一种看不见的空气旋涡，俗称“死亡漩涡”，这也被叫做音障，如果机身不作特殊加固处理，那么将会被瞬间摇成碎片。
音障(声障)
当飞行器前行的时候，会对前方的空气产生压力，就像船航行时船首在前方推开波浪一般。当飞行器前行的速度比音速低时，压力波会以声速一层一层的向外传递，“通知”前面即将遭遇飞行器的空气，让他们给飞行器”让路”。音速是空气性质的分界线，当飞行器的速度接近音速时，压力波就来不及“通知”飞行器前方的空气有序地向两侧分开。相反，飞行器前面的空气被压力波挤到一起，堆聚成一层薄薄的薄面 - 激波，激波的后面，空气被压缩，密度剧增，就像坚硬的石墙一样，阻止了飞行器的进一步加速。飞行器要想进一步提高速度，突破音速，就需要发动机有更大的推力，但是如果飞行器结构未经过特殊的加固，在激波形成时，激波能使流经飞行器表面的气流变得异常紊乱产生共振而导致飞行器空中解体爆炸。
速度与机翼
从人类最早的莱特兄弟1903年发明飞机到现在的100多年里，除了飞机发动机技术的进步外，几乎每一次航空技术的重大飞跃都与机翼是分不开的。
中国的Y-12小型螺旋桨运输机，采用的就是典型的平直机翼，翼尖与翼根的宽度几乎一样。
平直机翼
最早的飞机采用的是“平直机翼”，因为它最结构简单，制造容易，成本也低，产生的升力效率也不错。但是阻力也大，同时由于翼尖与翼根宽度一样，翼尖产生的升力力臂对翼根的受力强度要求较高。比较适合飞行速度要求不高的，设计简单且低制造成本的小飞机。
美国的C-130"大力神"中型运输机采用的也是平直机翼。机翼前缘与机体几乎垂直，机翼后缘向前掠，从翼根到翼尖逐步变窄。
同样采用平直机翼的美国C-47运输机，采取的是机翼前缘向后掠，机翼后缘与机体几乎垂直。
为了改善平直机翼翼根的受力设计，于是带有锥度的平直机翼产生了。带有锥度的平直机翼翼根和翼尖不再是一样的宽度，而是从翼根到翼尖逐渐变窄，以此改善升力分布，使更多的升力产生在靠近翼根的部位。这种设计可以是机翼前缘后掠，也可以是机翼后缘前掠，两者虽然在气动上会有些差别，但是并不改变其平直机翼的本质。
平直机翼灰机的最大的缺点就是飞行速度不高，尤其在速度接近音速时，在飞机本身速度尚未达到音速的时候，由于机翼上表面空气的速度更快，比飞机提前达到音速而形成音障，这样就对飞机形成了很大的阻力。所以采用平直机翼的飞机一般都是采用螺旋桨的小型民用飞机和中型运输机居多。
~ 未完待续 ~
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