为什么有些飞机机翼上还有发动机（飞机机翼很单薄）
为什么有些飞机机翼上还有发动机（飞机机翼很单薄）大航海时代后人类征服了海洋，但是头顶上的天空仍然是我们的禁区。人类曾发明了不少飞天装置，14世纪，中国人万户就坐着自制火箭飞上天，18世纪的法国人发明了热气球，19世纪的英国人发明了滑翔机，人类摸到了“飞机”的门槛。在飞机发明之初，机翼是飞机身上最脆弱的部分，几乎支撑不了任何重量。第一是螺旋桨的消失，在二战末期，喷气式飞机成为现实，喷气式发动机速度更快，航程更远，现代飞机只有直升机还在使用螺旋桨。第二个变化是飞机的布局变化，在飞机发明后的很长时期，飞机发动机都是装在机身上的，中置在飞机前端提供动力。但是当飞机越来越大，需要多台发动机时，飞机的发动机居然从中间挪到了两边，安装在薄薄的机翼上。飞机的机翼看起来非常轻薄，但它里面装着飞机燃油，下面挂着发动机。机翼为什么能支撑这么多东西呢？飞机制造者们为何选择这种设计呢？
飞机是人类社会诞生最晚，但是发展最快的交通工具。
1903年12月莱特兄弟驾驶双翼机离地飞行，最远的一次仅在60秒内飞行260米，还是借助大风才完成的。仅仅在莱特兄弟发明飞机十几年后，一战的飞机航程就达到了100公里以上，飞机诞生40年后，二战的轰战机最远能飞行5000多公里。
在今天，大型飞机的航程几乎都能达到上万公里，最具代表性的“空客A380”最大航程为15000公里，飞机已经能胜任所有国际间运输任务。
在飞机发展的过程中，有两个变化是最显著的。
第一是螺旋桨的消失，在二战末期，喷气式飞机成为现实，喷气式发动机速度更快，航程更远，现代飞机只有直升机还在使用螺旋桨。第二个变化是飞机的布局变化，在飞机发明后的很长时期，飞机发动机都是装在机身上的，中置在飞机前端提供动力。
但是当飞机越来越大，需要多台发动机时，飞机的发动机居然从中间挪到了两边，安装在薄薄的机翼上。
飞机的机翼看起来非常轻薄，但它里面装着飞机燃油，下面挂着发动机。机翼为什么能支撑这么多东西呢？飞机制造者们为何选择这种设计呢？
在飞机发明之初，机翼是飞机身上最脆弱的部分，几乎支撑不了任何重量。
大航海时代后人类征服了海洋，但是头顶上的天空仍然是我们的禁区。人类曾发明了不少飞天装置，14世纪，中国人万户就坐着自制火箭飞上天，18世纪的法国人发明了热气球，19世纪的英国人发明了滑翔机，人类摸到了“飞机”的门槛。
滑翔机是划时代的发明，因为飞机其实就是加上发动机的滑翔机。
滑翔机的发明者是“空气动力学”之父乔治.凯利爵士，他把滑翔机的机翼剖面设计成“上凸下平”的不规则水滴状，在高速运动时会空气会产生压力差，进而产生升力，让这个庞然大物飞起来。
莱特兄弟在1903年给滑翔机装上发动机，但因为早期的内燃机功率有限，基本在100马力上下，所以“前活塞时代”的飞机非常简陋。飞机身最大的重量来自发动机，整个机身用木材组装，外面蒙上帆布，机翼分上下两层甚至三层来增加升力。当时的飞机飞起来轻飘飘的，感觉是“浮”在空中，而不是飞行。
“前活塞时代”的机翼就是一个裹着帆布的架子，机翼几乎无法承载任何重量，一战时的飞行员曾出现过因为机翼的帆布和木料老化破损，导致飞机半空失衡坠落的惨剧。
20世纪是人类科技突飞猛进的时期，发动机技术5年一个换代。到了二战前后，主流的英，美，德，苏，日等国等能制造性能优异的“星型发动机”，让飞机的动力提升了数倍，载荷变大后，飞机开始全面金属化，机翼的强度大大增加。
进入第二次世界大战时，飞机发动机已经“鸟枪换炮”。美国当时生产的星型发动机“r3350”已经达到3700马力，是一战飞机发动机的30多倍。设计师们已经专注于增加飞机的强度，而不是只操心超重问题。
二战的飞机的机翼设计已经有现代飞机的雏形，其内部有金属制造的板条，肋条，缘条，外面蒙着金属蒙皮。二战的飞机已经实现不锈钢架构 铝合金蒙皮，用铆钉固定防止抖动，这个强度已经不仅能让几吨重的飞机飞起来，还能支撑机枪、炸弹，油箱以及其他挂件。
在机翼强度问题解决后，一些追求载荷大型飞机开始把发动机装在机翼下方。因为它们需要多个发动机提供动力，飞机身上除了机翼之外没有更好的选项。飞机要保证稳定，首先要保证机翼上方没有异物扰流，所以当时的发动机只好挂在机翼下方。
很多人疑惑的是：把硕大的发动机装在机翼上，就算机翼很硬，长时间下去就不怕机翼被压弯吗？在高空快速飞行那么危险的情况下，发动机会不会给机翼造成负担呢？
答案是不会，首先机翼的金属结构已经非常稳固了，战斗机的机翼被子弹多次击穿都不会崩溃，这个强度足以支撑挂重。其次是飞机的飞行原理决定发动机不会造成机翼的负担，机翼的升力是来自于它“上凸下平”的不规则形状，让下方的空气产生升力，把机翼“托起来”。
飞机飞行时速度越快，机翼下方受到的升力就越大，飞机机翼在高速飞行中甚至会略微向上翘起。在这个情况下，往飞机下面挂重物不仅不会压弯它，还会减小机翼的受力，减少它在高速下的形变，其实有益无害。
在二战后期，纳粹德国发明了喷气式飞机me262，盟军各国在战后得到德国科研成果后纷纷制造喷气式发动机，“活塞时代”宣告结束。现代大型喷气飞机的机翼比以前更加复杂，它下面挂着发动机，内部居然还有油箱。
21世纪喷气式飞机的材料比以前更加坚固，内部结构有不锈钢，钛合金，铝合金，碳纤维等等，这些材料重量轻，强度高，韧度也高，发生形变也不会散架。除了战斗机把油箱放在机身之外，全世界几乎所有的客运飞机和军用飞机都采用大尺寸涡轮发动机，发动机和油箱都装在机翼上。
发动机装在机翼上的好处上文已经提过，但把油料装在机翼里，这个冷知识可能没几个人知道。其实这样的设计已经保持了半个多世纪，这种结构有提高飞机的安全性和操纵性。
机翼油箱能保持飞机的平稳性和安全性。大型飞机对配重非常敏感，载客，运货都要考量重量对称问题。大型飞机在机翼上的油箱起了分担重量的作用，腾出机身空间去拉货。在飞行中机翼重量变化不会影响飞机机身的重心，让飞机更稳定。
其次，飞机的发动机大多都在机翼下方，油箱和发动机在一起，就不用设计通过机身的输油管道，让机身内部更加安全。发动机的位置离地面很近，地勤在维修保养的时候也更方便。
军用运输机、轰炸机的大体设计和民用客机一样，只是其载重更大，所以发动机更大，机翼也更长。运输机等于大号的民用飞机，而轰炸机更加精密，为了搭载重量级炸弹，轰炸机的机翼功能繁多，内部有油箱、电路系统和传感器，控制炸弹投放和导弹发射。
直到今天，大型飞机的制造依然是世界上最复杂的工程，长期以来被美苏两个超级大国垄断。在21世纪，也只有少数顶级国家才有生产大飞机的能力，中国在近几年才赶了上来，有自己的支线客运飞机和大型运输机，至于轰炸机方面，我们还在全力追赶和西方的差距。
文/商学野
参考资料：
1、《喷气式飞机：飞得更高更快》佚名
2、《某通用飞机机翼结构设计简介》马清
