多架运20驰援上海，带你认识又快又省油的“超临界机翼”
运20驰援上海，很威风，看视频，至少来了5架。我有幸曾经登上过运20，当时非常激动，脑门冒汗。
如果你关注胖妞运20，在介绍飞机时，经常出现一个词：超临界机翼。有人就好奇，这超临界机翼到底是个啥？超临界超的又是个什么“界”？超临界机翼相比普通机翼，有啥不一样？
说到激波，也就是飞机前面那堵“空气墙”，你会想到一个词：“声障”。人们开着飞机，吃着火锅唱着歌，使劲给油，发现飞机才刚刚接近音速，还没到音速呢，就已经遇到很大的阻力了，再加速很难，而且机身会抖动。
出现这种情况，就是因为飞机周围的空气，它流动速度是不一样快的。机头的空速管测出来的空速，马赫数只有0.9，甚至只有0.8，但是机身附近有些地方的空气流速，很可能已经超音速了。超音速，就产生激波，有激波，就会有激波阻力，进而造成气流混乱，飞机就会抖动。
现在的运输机，比如包括军用和民用，巡航速度一般都不会超过0.9个马赫，不会超音速。但是在这个速度下，机身附近也有可能产生激波。那如果产生激波的地方，正好在机翼上，你想想，会有什么影响？这几百吨的飞机能飞起来，全靠两个大机翼托着呢。如果机翼表面的气流混乱了，那可吓人了。
之前咱们讲飞机失速还记得不？飞机失速的本质不就是攻角太大，导致机翼表面气流分离，变得混乱，机翼它失去升力了嘛，会摔飞机的。那这个激波如果出现在机翼上，是不是也会造成机翼表面的气流混乱？再然后，轻则升力减小，更费油。重则……哎呀不敢想，身份证含嘴里吧。
也正是因为机翼超声速造成的影响太大，所以在飞机设计时，还有一个专门的名词，叫临界马赫数。它指的是飞机机翼表面的空气流动速度正好达到声速时，此时飞机的飞行马赫数。很显然，如果机翼表面的空气流速刚刚到声速，肯定也是在上表面，本来上面的空气流速就比下面快嘛。
现在问题出现了，我开着飞机，如果飞得太慢，乘客要骂娘。如果飞得太快，飞行速度超过了临界马赫数，机翼上表面产生激波，飞机就会更费油，老板也要骂娘。那咋办？
谁出现问题，就解决谁。你机翼上表面不是容易超音速嘛，那我就先解决你。当然，工程师也不是老天爷，自然规律摆在那，谁也没办法。工程师能做的，就是尽量增大临界马赫数，或者说，尽量推迟机翼表面产生激波。
比如原来的飞机，飞行马赫数达到0.7，机翼表面就超音速了。也就是说，这个飞机的临界马赫数只有0.7。那我如果把飞机的机翼改一改，把临界马赫数增加到0.9，这飞机是不是就飞得快很多？骂娘的乘客也会少一点。
增大临界马赫数，这就是超临界机翼最大的用处。咋做到的呢？你看看超临界机翼和非超临界机翼有啥不一样。上面是普通机翼的翼型，下面这个是超临界机翼。一对比就能看出来，超临界机翼有两个典型的特点，一个是上表面比较平，另一个就是尾巴那里更弯。
上表面更平，也就是弧度没那么大，空气流过去，速度增加就不会有那么快。减缓了气流加速，自然也就能推迟激波的出现。不过，上帝是不可能随随便便给你开门的，激波是出现得更晚了，但是减小上表面的空气流速也会减小机翼的升力啊！升力不够咋办呢？那就把机翼的尾巴，也就是机翼后缘做成有弧度的。通过这种方式，可以增大机翼的升力。
刚才咱们说，把机翼表面做平点，可以推迟激波的出现。这个推迟，我理解有两层意思。第一层，可以增大飞机的临界马赫数，飞机可以飞得更快。第二层，机翼上表面出现激波的位置会更靠后，而且激波也相对弱一点。
激波更靠后有什么好处呢？你想，激波后面的气流比较混乱，会脱离机翼表面。那如果激波很靠后，气流脱离的位置不是也会更靠后嘛，这样对升力的影响就会更小。你看普通机翼（a）和超临界机翼（b）的上表面，分别出现激波的情况，普通机翼的激波更强，而且更靠前，就导致出现气流分离的区域占比很大。而超临界机翼就好多了，气流分离的区域占比要低很多，这样它对升力的影响也就小很多了。
你设计一架飞机，肯定想让机翼的升力更大、阻力更小，也就是升阻比大一些。但是，升阻比大的飞机，它普遍巡航速度往往都不会太高，就是因为机翼上容易超音速，产生激波。也就是说，高升阻比和高巡航速度，是一个矛盾。但是，超临界机翼的出现，就很大程度上缓解了这个矛盾。
超临界机翼好不好？好！但并不是装每一架飞机上都好，鞋合不合适，只有脚知道。超临界机翼虽然有很多优点，但是它主要还是适合高速飞行的运输机。很多小飞机，比如著名的空中拖拉机，运5，巡航速度也就100多公里，你给它装个超临界机翼，没啥用，还给五爷整的怪紧张。
最后有必要强调一下，超临界机翼不是新东西，也好几十年了。1967年，美国航空航天局NASA提出来的。空客的处女作，1972年首飞的A300，就装了超临界机翼。后来出的火遍全世界的窄体机，A320，也装了。
中国研制的依然还在试飞阶段的C919，也应用了超临界机翼。至于另一个著名的窄体客机，波音737有没有装超临界机翼，我还真不确定。费了老大劲去查，也没查到什么权威信息。谁有靠谱的渠道，欢迎在评论区指条路啊，感谢！
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