不單單是軍用的運輸機，就是我們平時見到的那些民航客機也一樣，那些機翼看上去很薄、很脆，但是卻能託舉起巨大的機身還不會被折斷，而且機翼除了託舉機身以外，機翼上還帶有飛機油箱和發動機這樣的動力裝置，那麼，看上去很脆的機翼是真沒託舉起巨大的機身的呢？

這個就關係到機翼的結構問題了，首先我們要知道機翼的主要承重結構是機翼翼盒，而機翼翼盒又是由縱牆、翼梁、翼肋、桁條等結構構成，並且這些構件都是由具有高比強度或者高比模量性質的材料製成，因為在需要考慮強度的部位就要用高比強度的材料（為了避免材料質量問題），而在考慮剛度的部位則使用高比模量的材料（為了避免承重結構的失穩）。

接著就是機翼的承過載荷了，主要包括氣動載荷（由升力帶來，方向向上）和結構載荷（機翼自身質量、與機身連線點的擊中載荷），如上圖所示，在這兩種載荷的共同影響下，機翼會工作過程中就會受到各種作用力和力矩，比如剪力、扭矩以及彎矩，而這些影響基本上都是又機翼翼盒承擔的，比如翼梁腹板承受剪力，翼梁、翼肋這些承受各種力矩等。

所以，機翼能承受各種巨大的載荷就是因為裡面的各種結構部件擁有合理的佈局，使得載荷能最優的分佈在機翼的承重結構上，並且使用了各種新式複合材料能大大提高材料和構件的綜合利用率，還有一點，其實機翼並沒有承受機身的全部重量，因為在飛行過程中，機身也具有一定的升力。

例如這架C-5銀河運輸機，高度已經達到了將近20米，也就是五層樓的高度。其主翼根部厚度已經超過了2米。只不過是因為C-5太大了，因此2米的厚度在C-5上也顯不出厚了。

這裡有一張C-5的總裝圖，可以直觀的感受一下這架飛機的機翼有多厚。

飛行過程中380多噸噸重量複合就擊中在這個翼根部位的結構上，同時翼展達到67.89米的機翼內部也是有大量的翼梁進行重量分擔的。

只不過越向翼梢機翼的厚度和結構強度就越小。

主要是因為

從啟動力分佈載荷的角度來計算，越往外機翼的載荷葉越小，因此完全沒有必要做得和翼根一樣厚。

但這樣大家看到機翼翼尖的厚度推斷下機翼根部的厚度就難免有偏差了。

不折斷這個問題其實是機翼內部有翼梁，這個翼梁極其結實。

運輸機是軍隊中十分必要的機型，其不但能運輸各種重要物資，還能在關鍵時刻改裝成加油機，電子偵察機，甚至空中炮艇機等。但是我們看到的各種大型運輸機的機翼相比機身都顯得大而薄，那麼這樣纖細的機翼是如何托起飛機機身而不至於折斷的呢？原來，裡面的一個個翼梁起了重要的作用。

首先，我們要先普及一個概念：飛機之所以能飛起來靠的就是機翼，機翼上下的薄厚不一樣，空氣流經機翼時，在其上部的氣流經過的距離要長一些，這樣就形成了氣壓差，將機翼託舉起來，這就是飛機能飛起來的原理。

所以，機翼的大小就決定了飛機的承重，而軍用大型運輸機要託舉很大的重量，所以機翼必須做的很大，以提供足夠的升力。但又不能做的過厚，過厚的機翼不但在飛行中形成阻力，還會給機身帶來不必要的重量，甚至會形成應力，壓垮機翼自身。

所以，現代大型運輸機的機翼並不是實心的，內部是空心結構，以減輕重量，提高運輸機的載荷。那麼這麼薄的機翼不怕被折斷嗎？其實這機翼雖然薄，但是受力能力卻一點不小，其內部還有一個個的翼梁來承受作用力。這一個個翼梁分擔承受了機翼的應力，提高了其堅固度。

所以，看著這些大型運輸機的機翼是一個整體，其實內部又許多小小的翼梁，再加上特殊的合金，讓運輸機的機翼變得又輕又薄而又堅固。

如果僅僅是承重問題，那還比較簡單，主要就是考慮機翼靜強度結構設計就可以了。具體來說，就是在給定機翼結構自身重量條件下，若要安全地承受使用載荷/設計載荷，需要正確的選擇結構材料、合理佈置結構部件、分析最佳化機翼結構尺寸即可。簡單說，就是根據重量載荷、依據經驗及公式、按照合適的係數計算就行了。

然而，機翼的設計並不單單是考慮承受重量的問題，更為複雜的是要考慮各種交變受力情況，在現有的技術條件下“機翼並不怕重，而是怕振動”。僅就大型運輸機來說，載重更多、飛的更快、航程更遠是其突出特點，所以各種部件（包括機翼）就需要強度更高、重量更輕、柔韌性更好的材料和結構設計。

但是類似於機翼這種大型柔性結構，很容易受到飛機本身和外界的擾動而發生振動，由振動引起的結構疲勞會有導致機翼斷裂的風險產生。因此在設計機翼的時候我們當然要考慮其使用載荷，但是更多的是要考慮機翼結構的振動特性並對其進行控制，防止過高的振動水平引起機翼結構的疲勞破壞，這些才是機翼斷裂的風險根源所在。

材料選擇：飛機的主承力結構（比如機翼上的梁、肋、蒙皮壁板）一般選用高比強度或者高比模量的材料，按強度設計的地方用高比強度的材料（為了避免材料的失效），按剛度設計的地方用高比模量的材料（為了避免結構的失穩）。目前飛機的機翼的設計趨勢是採用複合型材料，複合材料具備高比強度和高比模量，並且結構重量輕，韌性好，能夠承受一定角度的彎曲和3G左右的過載。

如上圖所示，飛機的大部分燃油都佈置在飛機機翼之內的油箱裡，這樣就會有一個很好的作用，飛機升力將機翼向上頂，油箱燃料的重量會將機翼向下壓，抵消了升力產生的彎矩，改善了機翼的受力。

綜上所述，用過合理的計算設計、選擇適合的材料、進行最佳化結構設計、輔以各種箱梁結構加強，運輸機機翼承受所需的重量很容易。此外，任何一架新型運輸機在交付驗收之前，都會進行無數次的測試，測試環節和複雜程度遠超普通人的想象。比如上圖，機翼靜力試驗的場景，你覺著經過這樣子測試的機翼會輕易斷裂嗎？

大型軍用運輸機和民航客機是兄弟，結構差不多，都有又寬又胖的機身和又薄又長的機翼（相對於機身），自重兩三百噸。

飛行中，所有重量都要靠機翼升力託舉起來，機翼本身還要承受空氣動力載荷。所以薄薄的機翼總讓人擔心，害怕它突然折斷。但實際上機翼非常結實，維護良好的機翼在飛行中斷掉幾乎是不可能的。

機翼的結構很巧妙，它可不是一塊實心金屬板。相反，它是空心的，像鳥的翅膀一樣有血有肉還有骨。機翼裡有油箱，裝著大量燃油，下方掛著發動機短艙，還有襟翼、副翼、前緣縫翼、擾流板等各種控制舵面。

一是翼盒分散受力。

機翼的翼盒段，由翼梁、縱牆、翼肋、桁條組成，外面用蒙皮覆蓋。它們組成矩形框架結構，有梁式、單塊式、多腹板式三種。

翼梁、縱牆、桁條為縱向，其中翼梁承擔了大部分彎矩和剪力；翼肋是橫向，支撐著蒙皮、桁條，決定了機翼外形厚度，又分普通肋、加強肋。加強肋要承擔起落架、發動機舵、控制舵面對機翼的作用力，並將其傳遞到翼樑上。

蒙皮作用也很大。它與外界直接接觸，首先承受氣流的壓力和吸力，再將力傳遞到桁條和翼肋。早期的織物蒙皮不參與整體受力，現代的金屬蒙皮則參與整體受力。它與翼梁、腹板組合在一起，形成盒式薄壁梁對抗機翼扭矩。

其實機翼與橋樑建設中使用的鋼箱梁很像。鋼箱梁也有直腹板、斜腹板、橫隔板、底板等部件，能承受巨大彎矩、扭矩和剪力。

鋼箱梁

一節節鋼箱梁拼接起來，就變成跨越江河湖海的鋼鐵大橋，承擔的重量可不止幾百噸。

此外，機翼結構也類似現代樓房建築中的框架結構。傳統磚牆承受載荷小，現代大樓都用混凝土梁和柱組成框架結構，承擔上萬噸重量。普通磚牆只起到包圍分割作用。

包裝紙箱用的瓦楞紙也有類似結構。

2、乾坤大挪移。

飛機受力從蒙皮傳遞到翼肋，再傳遞到翼梁，但機翼不會化解全部力量。

它透過連線點，把一部力轉移到機身上，實現乾坤大挪移。機翼分上單翼、中單翼、下單翼。民航客機用下單翼較多，便於維修，而軍用運輸機大部分用上單翼。

機身的結構也和機翼類似。早期有構架式機身，後來過渡到硬殼機身，再到半硬殼機身。現在大多數飛機都是半硬殼結構，機身由大梁、隔框、桁條和金屬蒙皮組成。

從機身機翼連線點傳來的力，透過大梁、桁條傳遞到金屬蒙皮，最終分散到整個機身。就這樣，機翼載荷由機身多個部分共同承擔，從而使區域性受力保持在強度範圍內，實在巧妙。

3、大量複合材料，賦予機翼強大能力。

除了剛性強度，機翼還有足夠的柔韌性。大量複合材料和優秀結構讓機翼能在很大範圍內彎曲移動。

比如空客A350XWB飛機靜力試驗平臺，全機使用53%的複合材料，機翼蒙皮由碳纖維材料製成。在極限載荷試驗中，翼梢向上彎曲達5米，就像柔軟手臂一般，變形能力令人驚訝。

綜上，在巧妙的結構設計和大量複合材料共同作用下，又薄又長的機翼將幾百噸飛機輕鬆託舉起來，在天空中自由翱翔。科技的力量真是無窮的，讓人讚歎不已！