今年1月，波音公司 首次试飞了其新款宽体飞机。这款名为777x的飞机的最闪亮特点是其翼尖可以 向上折叠。其机翼比该飞机早期型号的机翼更长——这一设计更改有助于提高飞机的整体燃油效率。而翼尖则可以在地面向上折叠，以便能够挤进机场登机口。
在4月底，波音公司又 成功试飞了第二架 777x测试飞机，飞行时长近三小时。
除了机翼伸展很长，然后在地面向上铰接翼尖之外，这款设计用于搭载多达426名乘客的新型777x飞机，看起来与你见过的其他飞机基本一样。它是一个带直伸机翼的管状结构。
然而，自2008年以来，NASA和波音公司一直在研究一种更适合737或A320等小型商用飞机的迷人机翼设计，这些飞机的最大载客量约为220或240人。这种机翼的形状看起来与你以前乘坐过的任何飞机都不同。这种新设计又长又细的机翼有望产生更小的阻力——就像777x一样，最终节省燃油是关键——但机翼下方的附加桁架支撑着它们的长跨度。NASA在加利福尼亚和弗吉尼亚州的风洞中测试了该设计的不同版本，最近的测试去年秋季在其兰利研究中心的一个风洞中进行。
他们称这种设计为跨音速桁架支撑翼（TTBW）。一架标准的737飞机翼展约为118英尺，而这种飞机的机翼可以长达惊人的170英尺。它们在翼尖处也会折叠，以便挤进登机口。
但你大概可以想象这种结构可能带来的问题。“如果机翼变得越来越长、越来越细，它就会变得越来越柔韧，”NASA先进航空器计划的战略技术顾问Richard Wahls说。没有乘客希望透过窗户看到超长机翼在周围拍打和摇晃。
事实上，长而细的机翼可能陷入的可怕状况被称为 气动弹性颤振。Wahls说，在“错误的频率”下，经历颤振的机翼或其他结构会灾难性地失效。一个典型的例子是塔科马海峡大桥，它在1940年 颤振 直至 坍塌，但飞机机翼也可能发生同样的命运。NASA艾姆斯研究中心的研究航空航天工程师Kevin James将这种机翼可能发生的情况比作你在强风中看到的交通标志会发生的颤动、弯曲或扭转。“长而细的机翼也想那样做，那将是糟糕的一天——那不是一个好的乘客体验，”James开玩笑说。
这关乎物理学
对于像TTBW这样的飞机，航空航天工程师喜欢长而细的机翼，因为它们可以减小机翼的阻力。这种形状的机翼理想情况下会在翼尖产生较弱而非较强的涡流。较弱的涡流可以带来更小的阻力，并有望节省更多的燃油。“在翼尖处，没有更多的机翼超越空气的视野，空气非常聪明，它只会绕着翼尖流过，”James说。“我们能让机翼伸展得越远，就能越高效地产生升力。”
但是，显然，NASA和任何未来的飞机制造商都不希望他们又长又省油的机翼也，嗯，发生弯曲然后断裂。
大型桁架提供了必要的支撑，给结构提供了与机身的另一个连接点，并防止失控的颤振。另一个问题是重量——没有桁架的长而细的机翼可能需要非常坚固和沉重，以至于会抵消节省的燃油。毕竟，如果你要给你的汽车加装扰流板，你也不会希望它由实心铅制成。
NASA的Wahls表示，这种新的机翼配置有望在未来的TTBW飞机上节省约9%的燃油消耗。
该设计的另一个好处是，机翼不是连接在机身的中间或底部，而是安装在顶部。这使得任何飞机制造商都可以在机翼下方挂载更大的发动机——直径更大的发动机也更省油——而不用担心它们刮到地面。
虽然波音等飞机制造商可能永远不会真正制造出采用这种设计的飞机，但Wahls表示，他们希望在2030年代某个时候，这项技术能达到“可以被认真考虑”的程度。
与此同时，在谈到尽可能省油和可持续的未来飞机时——毕竟，飞行器越高效，它就越有可能依赖 电力推进——NASA艾姆斯研究中心的James认为，像TTBW这样的飞机只是一个“垫脚石”。他表示，从燃油消耗的角度来看，最理想的设计是机身和机翼融为一体的飞机，使其看起来像一只蝠鲼或一架 B-2“幽灵”轰炸机。
