为什么飞行时飞机的“翅膀”会变形和抖动

常乘飞机的人会有这样的经历：遇到强气流时，飞机会出现颠簸。细心观察的人还会发现，此时飞机的“翅膀”也在抖动，甚至有点变形。于是有人担心，这种抖动会不会使飞机出现故障呢？

其实不用担心。因为飞机并不是一个硬邦邦的刚体，而是有一定弹性的，特别是机翼。在地面时，机翼只受到自身的重力，往往是平的甚至是往下垂的。而到了天上，空气的升力要通过机翼把几十吨重的飞机抬起来，机翼往往就变得向上翘了。但是这种变形是飞机设计时已经充分考虑到的，不会影响飞机的安全。当受到气流干扰时，机翼还会发生振动，但通常振幅会很快衰减，不至于造成大的影响。

当然，有些情况下会使得机翼的振动无法衰减。一旦出现这种情况，机翼的抖动就会不断增大，最终导致破坏。因此在飞机设计和使用中必须重视这些情况，尽量予以控制或避免，否则会导致部件乃至整个飞机遭受破坏。

除了大的振动，机身和机翼的小振动也可能导致飞机被损坏。这种损坏的过程称为结构部分疲劳，即完好的结构部件在交变载荷作用下，长时间工作后会产生微小的裂纹，然后裂纹会逐渐扩展，致使部件损坏。飞机在一个起降中，机翼从地面停放状态到飞行中承受很大升力，再到降落，回到停放状态，这个过程相当于给机翼施加了一个周期性的交变载荷。在飞行过程中，机翼也承受各种变化的载荷，尽管幅值较小，但也可以将它们看作是幅值和周期不同的交变载荷。对飞机的其他部件，也是如此。飞机在长期使用中所受的疲劳载荷就是由诸如此类的交变载荷组成的。因此，飞机设计时必须对这些载荷进行统计，帮助确定飞机的使用寿命。对于超出使用寿命的飞机或其部件，要及时更换或者报废，以免造成事故。（于哲峰）

【微博士】机翼材料的演变

20世纪初期，低速飞机的机翼主要以木头为骨架，以布为蒙皮。随着飞机速度的提高、翼载的增大，这种强度低、气动效率差的机翼逐步被淘汰。20世纪中叶开始，机翼主要用金属制成。今天的机翼则使用多种材料制造。根据受力程度的不同，机翼各部分所用材料是不同的。翼梁是机翼的主要受力件，一般采用硬铝合金、钢和钛合金；由于机翼上下表面蒙皮受力情况不同，所以相应的材料分别采用抗压性能好和抗拉性能好的硬铝合金；机翼的副翼、襟翼等附件不承受主要载荷，所以，为了减轻重量，在一些飞机上采用玻璃钢或铝蜂窝夹芯结构。随着对飞机重量控制程度的加强，碳纤维复合材料逐步用于机翼的主承力部件，如壁板、翼梁、中央翼等。

【微问题】飞机发动机和汽车发动机有什么不同？

【关键词】进气口　发动机位置　机翼变形抖动　交变载荷