聖賢老子在《道德經》中說道：至剛易折，上善若水。孔子也說：弓滿易斷。所以飛機的翅膀也不是至剛至強，而是透過優益的結構和大量複合材料保持很大的彈性。

飛機在天上時，升力大於重力，合力作用在機翼上，承擔飛機全部重量，機翼是向上翹起的。

而當飛機降落在陸地上時，機翼受自身重力影響，再加上機翼下掛著的沉重發動機，所以機翼會下垂。

在各種力的作用下，機翼不斷髮生形變。如果機翼完全剛性，變形很快就會將機翼折斷。為了避免這種情況的發生，所以機翼必須保持彈性。

▲機翼彈性測試

以空客a350xwb客機為例，翼展64.75米，翼尖最大向上彎曲5.2米，波音787客機，翼展60.1米，翼尖最大向上彎曲7.29米。彈性堪比橡膠，簡直逆天。

擁有如此優秀的彈性，得益於優秀的結構設計和大量複合材料的運用。複合材料比例高達50%，以至於這兩款飛機被人稱之為“塑膠飛機”。機翼良好的彈性，可以最佳化氣動效能，提高效率，降低油耗，更加環保。

▲飛機靜力測試

每一架飛機在交付之前都要經過嚴格的靜力和疲勞損傷容限試驗。測試合格，滿足嚴苛的安全標準之後才能交付客戶使用。客機能夠承受3個多g的過載，而實際過載遠遠小於這個數值。所以平時飛行中機翼的變形程度，要比試驗中小得多。

雖然坐在飛機上看機翼上下晃動，讓人覺得心驚肉跳，但其實非常安全，大可放心。

這個問題解釋起來不難：

1.形象點說，機翼本身不是一整塊實心大鐵塊，而是由框架+蒙皮組成的，可以在一定範圍內擺動。

至於可以擺動範圍有多大呢？看看下面A350機翼的極限測試：

而例如B52這樣翼展50多米的巨無霸，機翼擺動起來，翼尖高差據說能到九米。

2.為什麼會擺動？飛機之所以能飛，依靠的就是空氣留經機翼時，上下表面流速不同產生的壓力差，形成升力。

而天空中的空氣密度、氣象條件不是恆定不變的，飛機在飛行過程中，機翼不同部位的上下壓力差不是完全一致的，作用在機翼上就會形成不同程度的形變，看起來就像一直在擺動。

我們首先要知道，剛度和強度是兩回事。

一個物體，比如說，一個彈簧，你在給他一個力的情況下，他壞不壞，本質上跟他的變形時沒有關係的。一根很軟的彈簧，可能變形很大，但是就是不會壞，而一根很硬的彈簧，沒什麼變形，但是最後卻斷了。

這就是剛度和強度的區別。剛度就是一定的外力條件下物體抗變形的能力，強度就是一定外力條件下抗斷裂的能力。一張紙，你拉住兩端，雖然紙沒什麼變形，但是了力稍微大一點兒，紙就撕裂了，這就是剛度大而強度低。而你拉住皮筋，皮筋被拉的很長，但是就是不斷，這就是剛度小而強度大。

現在衡量一個飛機先進與否（尤其是民用飛機），一個很重要的指標就是這個飛機用了多少複合材料。原來飛機上大量使用的鋼、硬質鋁和鈦合金等等，好是好，剛度高、強度高，但是有一個致命問題，就是重量高。在每一千克重量都很要命的航空飛行器上，顯然不是最好的選擇。

這個時候，複合材料就發揮出來它的作用了，因為複合材料有個非常好的優點，就是它的密度實在是太低了。鋼的密度一般是7.8噸每立方米，鈦合金的密度差不多時4.5噸每立方米，鋁最輕，只有2.8噸每立方米，但是，複合材料的密度大部分都是低於2噸每立方米的，甚至於有的只有一噸每立方米。比如說上圖的碳纖維材料，其密度一般就是1.5噸每立方米左右。

比如說被人們稱為夢幻飛機的波音787，一架飛機上就用到了23噸碳纖維，透過使用複合材料可以減輕超過15噸的重量。同樣，空客的A350也是使用了超過52%的複合材料。

那麼使用複合材料跟機翼變形有什麼關係呢？很簡單，因為複合材料有個很大的問題，就是剛度普遍比較低。所以飛機上大量使用複合材料，一定會導致飛機剛度的下降——而帶來的最直接的影響，就是機翼變形非常大（而老一點兒的飛機可能機翼剛度就要高很多，你看到的變形不是那麼大）。就比如說上文提到的波音787，其機翼就幾乎完全採用複合材料，而一架飛機能夠飛起來，其機翼上承受的力是很大的。所以機翼剛度低、受力大，自然變形就很大，根據相關的介紹，波音787在飛行狀態下，機翼的翼尖居然可以上揚7.9米——幾乎就是三層樓的高度了。下面這張圖就是展現了波音787飛行狀態下機翼變形的誇張程度。

變形這麼大，很多人看著就害怕。但是實際上這只是人的錯誤經驗在作怪，認為結實就是剛度高（比如說一把塑膠尺彎起來軟軟的，感覺就是不如鋼尺結實），實際上這種擔心是大可不必的。就好像文章一開始說的，剛度和強度是兩回事。皮筋你看著軟乎乎的，實際上不容易被拉斷。飛機上的複合材料一樣，看著軟軟的、容易變形，但是實際上這種材料的強度要遠遠高於鋼。比如說波音787上的碳纖維T800S，其強度就是鋁合金高上接近十倍。

而且一種材料能夠在飛機上用，一定是經過反覆的、嚴格的試驗的，不可能科學家一拍腦袋就往飛機上用。下面這張圖就是在地面上做飛機機翼的強度疲勞試驗，一方面我們可以看到機翼的變形是有多誇張，另一方面我們也可以知道，這種誇張的變形早就在科學家的掌握之中，他們都做過大量的試驗，表明這種變形不會造成飛機的損壞。

因為機翼存在一定的柔性，同時在空中時，機翼是主要承力部位，當氣流發生波動時，機翼就會有一定的震顫。

目前大部分飛機的機翼都是由鋁製蒙皮、橫樑、翼肋、縱梁等組成的綜合體，內部一個個隔板隔開不同的腔室可以儲存燃油，有的飛機油箱還具有調節機翼載重的功能。

通常在地面時，機翼記憶體儲了幾噸乃至幾十噸的燃油，是略微下垂的，到了空中以後，機翼由於上下翼面不同，空氣高速流過後產生上下壓力差，從而產生了升力。

此時機翼承擔著幾乎整個飛機的重量，此時機身就會略微低於機翼。對於大部分飛機而言，這個形變並不算很大，對於複合材料機翼的A350XWB和波音787而言，其機翼有更強的韌性，同樣重量形變更大，某種程度而言，降低了飛行時客艙的震動，提高了舒適性。

在飛機設計之初，其機翼就可以有很大的形變，其產品合格測試包括機翼疲勞和靜力載荷測試等。

疲勞測試是指，飛機機翼要能夠反覆的上下摺疊數萬乃至數十萬次，其機翼和翼根處的材料疲勞損傷不超出一定範圍。

每次飛機在地面，機翼向下壓，空中時向上翹起，這種反覆摺疊會使機翼尤其是翼根處產生金屬疲勞。當疲勞應力達到一定程度時，機翼的可靠性就會下降。

靜力載荷測試是指，機翼最大能夠承受的載荷是幾倍機體重量。通常設計時可達2.5-3個G的機身重量，極限是4個G左右。當達到極限值時，機翼甚至能與飛機橫軸呈60-70度角，看起來很誇張。

而飛機正常飛行過程中，其過載通常都在2G以下，也就是機翼承載的重力不會超過兩倍最大飛機載重值，所以其安全範圍還是比較大的，大家大可以放心。

採用複合材料的機翼，能更加節省材料，減輕重量，減少油耗。因此，在客機方面，複合材料是未來的趨勢之一。缺點就是容易導致周圍金屬腐蝕，抗撞擊能力強----但是撞擊後形變小更容易破損，抗剪下力能力差，耐高溫和磨損能力差等。

不過隨著複合材料的不斷髮展，碳纖維複合材料、玻璃纖維複合材料、石墨複合材料、石英複合材料等，可以讓飛機制造有了更多的選擇。

從而也就有了A350XBW和波音787的柔韌複合材料機翼，在飛行時，翼尖可升高三米左右，更大負載時，甚至可達7米多。

對於更大的飛機，比如A380這樣的，還會設計有翼尖油箱，在地面時，翼尖油箱沒有油，升空以後會把一部分油轉移到翼尖，從而減少機翼的形變。

問題問的有點不清楚。

在飛機上看機翼，不會看到上下襬動的。機翼會向上翹起，那是機翼在承受飛機的重量。

就像一個人站在一個跳板上，兩端固定，中間懸空。木板會向下彎曲。就像繩子中間往下垂一樣。

機翼左右擺動是調整飛機姿態，保持橫向穩定性。此時上下襬動的是副翼，不過擺動幅度很小。