By Peter Garrison
Air & Space Magazine
February 2019
數(shù)據(jù)刪除 譯 來(lái)自空軍之翼
內(nèi)容與配圖有改動(dòng)和增補(bǔ)

　　一對(duì)完美的機(jī)翼應(yīng)該是厚的還是薄的？橢圓形還是方形的？筆直的還是打彎的？這些其實(shí)都無(wú)關(guān)緊要。

兩款在二戰(zhàn)中都表現(xiàn)上佳的戰(zhàn)斗機(jī)，超馬林噴火（左）與北美P-51“野馬”（右）卻具有輪廓大相徑庭的主翼和水平尾翼

　　第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)之前的英國(guó)和德國(guó)航空工程師之間其實(shí)還保持了不錯(cuò)的友好關(guān)系，“噴火”的主設(shè)計(jì)師雷金納德?米切爾就曾向德國(guó)的恩斯特?亨克爾發(fā)去賀信，祝賀他的He ?70“閃電”試飛成功。設(shè)計(jì)于1932年的“閃電”是一架五座的高速郵政機(jī)，有著兩個(gè)值得注意的特點(diǎn)：一對(duì)呈橢圓形的主翼，以及它由沉頭鉚釘鋪裝成的、光滑的機(jī)身表面。“即使是我們投入施耐德杯比賽中的飛機(jī)都未曾有過(guò)如此光滑的線條?！泵浊袪栐诮o亨克爾的信中這樣寫道，同時(shí)他還提及，一架羅爾斯羅伊斯獲得的“閃電”換裝了他們810馬力的“紅隼”發(fā)動(dòng)機(jī)后“明顯地比我們的戰(zhàn)斗機(jī)還要快?！?/p>

亨克爾He 70，光潔的機(jī)身在陽(yáng)光照耀下的反光和圓潤(rùn)的機(jī)翼輪廓清晰可見

　　考慮到當(dāng)時(shí)英國(guó)裝備的戰(zhàn)斗機(jī)都是已經(jīng)落伍的雙翼飛機(jī)，恐怕亨克爾對(duì)這一對(duì)比結(jié)果并不會(huì)感到多么滿足。但米切爾對(duì)流線型的He ?70大方的稱贊卻在后世被人添油加醋，變成了“噴火”戰(zhàn)斗機(jī)抄襲或被He 70設(shè)計(jì)所影響的“證據(jù)”。

　　不過(guò)多年之后，主要負(fù)責(zé)過(guò)“噴火”主翼設(shè)計(jì)的加拿大裔空氣動(dòng)力學(xué)家比佛利?申思頓站出來(lái)堅(jiān)決地否定了這一指控，指出橢圓形機(jī)翼在當(dāng)時(shí)就已經(jīng)被應(yīng)用于其他多種飛機(jī)上，而且這一設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)在當(dāng)時(shí)就已經(jīng)廣為人知。

　　的確，早在1907年流體力學(xué)先驅(qū)蘭徹斯特就已經(jīng)成功發(fā)現(xiàn)并論述了橢圓形機(jī)翼的優(yōu)勢(shì)和原理。申思頓同時(shí)還表示，由于“噴火”之前稍早的前身設(shè)計(jì)性能毫無(wú)亮點(diǎn)，米切爾在“噴火”本身設(shè)計(jì)伊始就已經(jīng)決定改用相對(duì)厚度較薄的翼型截面。但如此一來(lái)傳統(tǒng)的筆直漸縮的機(jī)翼中段就會(huì)變得很薄，無(wú)法放置皇家空軍已經(jīng)預(yù)先要求的每側(cè)4門.303口徑機(jī)槍。而橢圓形機(jī)翼直到靠外側(cè)時(shí)才開始明顯漸縮，這樣剛好讓機(jī)槍可以被合適地安裝在機(jī)翼內(nèi)部。按他所言，“只要能把機(jī)槍塞進(jìn)去，我才不在乎機(jī)翼是橢圓形的還是什么東西！”這就是米切爾當(dāng)時(shí)的原話。

1934年時(shí)超馬林內(nèi)部的設(shè)計(jì)方案之一（No.30000 sheet ?11），可以看到此時(shí)的設(shè)計(jì)圖已經(jīng)基本符合后來(lái)“噴火”的總體布局，但依然使用較厚的梯形圓翼尖機(jī)翼，同時(shí)也可以注意到武器安裝的位置

　　盡管如此，這樣一個(gè)特色顯而易見的成功個(gè)案依然很快就會(huì)開始影響其他人。至少?gòu)睦碚撋险f(shuō)，橢圓形機(jī)翼設(shè)計(jì)所謂的優(yōu)勢(shì)就是能夠產(chǎn)生最小的誘導(dǎo)阻力，也就是機(jī)翼誘導(dǎo)空氣產(chǎn)生升力時(shí)所造成的阻力。誘導(dǎo)阻力是除了蒙皮與空氣摩擦產(chǎn)生的寄生阻力和飛機(jī)飛過(guò)時(shí)在機(jī)身后產(chǎn)生的湍流渦造成的后體阻力外的另一種阻力，它會(huì)在飛機(jī)減速、機(jī)翼攻角增大時(shí)變大，所以誘導(dǎo)阻力的大小主要影響爬升率和高過(guò)載機(jī)動(dòng)時(shí)的性能；另一方面，寄生阻力則主要影響飛機(jī)的最高速度。而蘭徹斯特發(fā)現(xiàn)的法則就是當(dāng)機(jī)翼沿翼展方向的升力分布呈橢圓形時(shí)就可以得到最小的誘導(dǎo)阻力，并用一套方程完成了對(duì)這一發(fā)現(xiàn)的證明。（譯注：文中提到的這一法則實(shí)際上就是一個(gè)由普朗特-蘭徹斯特升力線理論繼續(xù)推導(dǎo)而產(chǎn)生的結(jié)果，這一理論首次提出了運(yùn)算一個(gè)翼展有限的真實(shí)的機(jī)翼的升力分布和大小的方法；比蘭徹斯特的發(fā)現(xiàn)稍晚些時(shí)候，普朗特也在德國(guó)方面發(fā)表了類似的理論和發(fā)現(xiàn)，本理論最終因此得名。）

1918年普朗特發(fā)表的《機(jī)翼理論》一文中就已經(jīng)對(duì)一個(gè)實(shí)際的翼型求解出了使升力分布最優(yōu)化的機(jī)翼形狀輪廓，和后來(lái)各型飛機(jī)采用過(guò)的橢圓形機(jī)翼已經(jīng)基本完全相同

　　但這些都只是美好的理想，而現(xiàn)實(shí)總是殘酷的?，F(xiàn)實(shí)中的飛機(jī)還會(huì)有機(jī)身、發(fā)動(dòng)機(jī)艙、控制面的縫隙、機(jī)翼下的散熱器、進(jìn)氣口和武器配置等等裝置，所有這些都會(huì)讓實(shí)際的升力分布離一個(gè)理想的橢圓形漸行漸遠(yuǎn)，對(duì)完美設(shè)計(jì)的追逐不可避免地已經(jīng)輸在了起跑線上。

　　無(wú)論如何，橢圓形的玄學(xué)依然在流傳。霍克“海怒”用上了橢圓形的機(jī)翼，但是似乎沒有得到如同“噴火”那樣精致的設(shè)計(jì)；共和飛機(jī)公司的創(chuàng)始人亞歷山大?賽維爾斯基和他的主設(shè)計(jì)師亞歷山大?卡特維利則為共和戰(zhàn)前的P-35和之后的P-47戰(zhàn)斗機(jī)選定了一種前緣平直、翼梢圓滑、后緣則呈半橢圓形的機(jī)翼設(shè)計(jì)，這樣就在保持橢圓形的面積分布的同時(shí)，回避了復(fù)雜的機(jī)翼前緣曲面帶來(lái)的生產(chǎn)難度。

霍克“海怒”戰(zhàn)斗機(jī)?？梢宰⒁獾讲辉賴?yán)格沿橢圓形軌跡的翼尖形狀，以及突出機(jī)翼前緣的散熱器進(jìn)氣口

P-47的前緣平直而后緣圓滑的機(jī)翼設(shè)計(jì)，實(shí)際上不僅是共和，P-35的原始設(shè)計(jì)還影響到了遠(yuǎn)在意大利的雷賈尼，Re ?2000系列戰(zhàn)斗機(jī)也一直沿用了這種機(jī)翼形狀

　　另一些制造商使用了梯形機(jī)翼或拼接幾塊梯形來(lái)近似一個(gè)橢圓，然后就發(fā)現(xiàn)他們相比真正的橢圓形并沒有什么明顯劣勢(shì)。直機(jī)翼配上圓翼尖成為了橢圓形機(jī)翼設(shè)計(jì)思想的最后殘留，而到了北美的P-51“野馬”和格魯曼的F6F“地獄貓”，連圓翼尖干脆也被拋棄了。“地獄貓”至少還保留了圓形的尾翼翼梢，而P-51連垂尾和平尾也都變成了“簡(jiǎn)單粗暴”的梯形。

　　看來(lái)到最后，“理想的”升力分布和圓潤(rùn)的翼尖也沒有真正產(chǎn)生多大區(qū)別。

格魯曼F4F“野貓”的平直主翼經(jīng)常被戲稱為“好時(shí)巧克力棒”，這種主翼設(shè)計(jì)提供了寬容的失速特性，而這對(duì)于經(jīng)常需要進(jìn)行航母起降的年輕海軍飛行員們而言至關(guān)重要

　　但正是像這樣令人費(fèi)解的因果關(guān)系讓飛機(jī)設(shè)計(jì)的過(guò)程困難而又迷人。有時(shí)一架飛機(jī)會(huì)有一個(gè)惹人注意的特點(diǎn)，但它也許同樣惹人注意的性能優(yōu)勢(shì)卻未必來(lái)自于那個(gè)特點(diǎn)，而可能完全來(lái)自于一些別的地方。同時(shí)在設(shè)計(jì)師做出設(shè)計(jì)決定的時(shí)候，設(shè)計(jì)師的直覺或者個(gè)人口味、嚴(yán)謹(jǐn)或是神棍的理論也依然占領(lǐng)了不少的部分。

　　在一雙敏銳的眼中，“噴火”和He 70的主翼設(shè)計(jì)之間的不同之處其實(shí)和它們間的相似之處一樣明顯。從機(jī)頭正面看去，He ?70的主翼呈明顯的倒鷗翼形狀；而從頂視圖看，He ?70的主翼在靠近機(jī)身的部分還逐漸變窄。這兩項(xiàng)設(shè)計(jì)都是為了減少機(jī)身和主翼之間的氣動(dòng)干擾，而“噴火”則完全無(wú)視了這些優(yōu)化方法，只采用了略顯肥大的翼身整流罩，這種設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化了機(jī)翼的制造，但可能要犧牲一些速度和爬升能力。

He 70的倒鷗翼在正面視角非常明顯，它的機(jī)翼設(shè)計(jì)也被亨克爾后來(lái)的大部分單活塞引擎飛機(jī)繼承

圖中銀色部分即為“噴火”的翼身整流罩，這其實(shí)也是一種非常常見并且沿用至今的設(shè)計(jì)方法，正確設(shè)計(jì)的翼身整流罩可以有效的防止翼根處發(fā)生氣流分離并降低壓差阻力

沃特F4U“海盜”的倒海鷗翼讓它可以用一副短而堅(jiān)固的主起落架，卻會(huì)讓飛機(jī)在失速過(guò)程中發(fā)生難以預(yù)測(cè)的滾轉(zhuǎn)

　　倒鷗翼布局無(wú)疑是德國(guó)飛機(jī)制造商布洛姆?福斯極富創(chuàng)意的設(shè)計(jì)師理查德?沃格特的最愛，他先設(shè)計(jì)了一架看起來(lái)就像小號(hào)“斯圖卡”的俯沖轟炸機(jī)（Ha ?137），又給他的四引擎水上客機(jī)Ha ?139也配上了倒鷗翼，這一機(jī)型在二戰(zhàn)爆發(fā)前一直在北大西洋的航線上運(yùn)送旅客和郵件。而接下來(lái)，他開始在一架三引擎飛船上嘗試上下相反的鷗翼設(shè)計(jì)。

Ha 137俯沖轟炸機(jī)，對(duì)于使用固定起落架的飛機(jī)，倒鷗翼還起到了減小起落架迎風(fēng)面積的作用，和該機(jī)布局相近的Ju ?87“斯圖卡”就是一個(gè)明顯的例子

倒鷗翼在著名的F4U使用之前就已經(jīng)出現(xiàn)在了布洛姆?福斯的Ha ?139上。在30年代后期，這型飛船就利用彈射器起飛，在西非和巴西之間的航線上運(yùn)送郵件

　　各型中型飛船的設(shè)計(jì)師們往往會(huì)采用鷗翼設(shè)計(jì)來(lái)讓翼上安裝的發(fā)動(dòng)機(jī)可以更加遠(yuǎn)離水面，但是沃格特在這個(gè)思路上有點(diǎn)走太遠(yuǎn)了。三引擎的Ha ?138原型機(jī)內(nèi)翼段上反，組成一個(gè)V形，而在中間還夾了一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)短艙，安裝第三臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)。而之后的試飛卻證明這一設(shè)計(jì)的空氣動(dòng)力學(xué)性能實(shí)屬尷尬，他不得不馬上將鷗翼設(shè)計(jì)改為一對(duì)普通的平直機(jī)翼，不過(guò)在此之前已有好事者拍到了原型機(jī)的奇怪造型，配著以下的描述文字交給了一家英國(guó)航空雜志：

　　理查德?沃格特，辣個(gè)能把飛機(jī)造的比誰(shuí)都丑的男人。波羅的海上的這架飛機(jī)一眼便知是沃格特的怪獸，布洛姆?福斯出品的“138”。（量產(chǎn)時(shí)該機(jī)名稱被定為Bv138）

Ha 138的原型機(jī)，上文的原始圖注描寫的正是這架飛機(jī)，圖中的鷗翼布局與中央的發(fā)動(dòng)機(jī)短艙清晰可見

量產(chǎn)型的Bv 138不再具有鷗翼設(shè)計(jì)，三臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)因此也呈明顯的高低錯(cuò)落排布

　　帶有折角的機(jī)翼設(shè)計(jì)（如果只是很常見的平直內(nèi)翼端接上上翹的外翼段也算的話，大部分飛機(jī)都有）本身隱含著一種機(jī)翼的固有屬性，也就是機(jī)翼的上反/下反。機(jī)翼上反指的就是機(jī)翼沿翼展方向的略微向上翹起——有時(shí)候只是外翼端翹起。這種設(shè)計(jì)的目的是讓飛機(jī)能夠在受到（滾轉(zhuǎn)方向的）擾動(dòng)后能夠自己恢復(fù)到平飛狀態(tài)。上反角這個(gè)用詞本身一般只是用在描述機(jī)翼上，但是“上反角效應(yīng)”實(shí)際上是飛機(jī)整機(jī)的一種性能特性，機(jī)身、尾翼在這個(gè)效應(yīng)中也起到重要的作用，而機(jī)翼的后掠也會(huì)產(chǎn)生和機(jī)翼上反類似的“上反角效應(yīng)”。太多的“上反角效應(yīng)”是不合理的設(shè)計(jì)，所以后掠翼飛機(jī)往往比起平直翼飛機(jī)會(huì)有更小的機(jī)翼上反角——甚至根本無(wú)上反（甚至下反）。

F-4“鬼怪”戰(zhàn)斗機(jī)同時(shí)具有上反的外翼段，幾乎水平的內(nèi)翼段，以及下反的水平尾翼。機(jī)翼的反角在飛機(jī)的各軸穩(wěn)定性設(shè)計(jì)中會(huì)起到至關(guān)重要的作用，對(duì)飛機(jī)的性能特性有著很大影響

　　機(jī)翼設(shè)計(jì)上的一些突出特征往往被以為必然具有某種微妙或深刻的空氣動(dòng)力學(xué)上的目的，但實(shí)際上大部分時(shí)候都沒有。其中一個(gè)典型例子就是程度有限的機(jī)翼前掠/后掠。1930到1945年間的飛機(jī)設(shè)計(jì)中這一情況出現(xiàn)的很廣泛而且各不相同，從完全平直的機(jī)翼前緣搭配前掠的后緣（德?哈維蘭“蚊”式）到完全相反的前緣后掠后緣平直（道格拉斯DC-3，北美航空T-6）。在當(dāng)時(shí)，機(jī)翼的前后掠實(shí)際上主要是由設(shè)計(jì)師的個(gè)人口味、機(jī)翼內(nèi)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需求決定，乃至有時(shí)只是為了對(duì)應(yīng)飛機(jī)的重心位置做出相應(yīng)的機(jī)翼位置調(diào)整而已。這一時(shí)期的飛機(jī)基本上都還沒有快到可以發(fā)揮出我們今天熟悉的前/后掠機(jī)翼的優(yōu)勢(shì)。

具有些許后掠角的機(jī)翼在間戰(zhàn)期間是常見設(shè)計(jì)。1935年首飛的道格拉斯DC-3就有一副前緣后掠而后緣平直的機(jī)翼

　　而實(shí)際上，真正對(duì)機(jī)翼性能最為重要的屬性之一其實(shí)一眼便知：機(jī)翼的比例是又長(zhǎng)又細(xì)還是又短又寬。

　　機(jī)翼的翼展和它的從前緣到后緣的弦長(zhǎng)的比值被稱為展弦比。早在19世紀(jì)人們就開始通過(guò)觀察不同的鳥類的翅膀和飛行發(fā)現(xiàn)了展弦比的影響，那些具有更大翼展和更高展弦比的翅膀可以用更少的振翅托起一樣的體重負(fù)載飛行（因?yàn)楦偷恼T導(dǎo)阻力）。而在飛機(jī)上，盡管有前述的優(yōu)勢(shì)，但高展弦比機(jī)翼會(huì)導(dǎo)致機(jī)動(dòng)性較差，而且這樣的機(jī)翼的強(qiáng)度和剛度都會(huì)比起更短更寬的低展弦比機(jī)翼更低。

不同的鳥類為了各自不同的生活所需演化出了形態(tài)不同的翅膀，飛機(jī)機(jī)翼也是同理

　　亞音速飛機(jī)的機(jī)翼形態(tài)因此逐漸發(fā)展出了兩個(gè)大類：像戰(zhàn)斗機(jī)那樣快速、敏捷、機(jī)動(dòng)的飛機(jī)機(jī)翼一般都較薄，同時(shí)展弦比在5-6左右；而以載荷能力為主的飛機(jī)——像轟炸機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、民航客機(jī)這些一般會(huì)用展弦比10以上的機(jī)翼，同時(shí)為了容納必要的機(jī)翼內(nèi)部結(jié)構(gòu)，一般這些飛機(jī)的機(jī)翼厚度也較高。

　　雖然很多雙翼機(jī)的機(jī)翼都只是普通的長(zhǎng)方形形狀，但幾乎所有單翼機(jī)的機(jī)翼幾乎都是逐漸收縮的梯形機(jī)翼設(shè)計(jì)，這種現(xiàn)象的原因出在結(jié)構(gòu)上。雙翼機(jī)的上下翼之間由翼間張線橋接在一起，這將機(jī)翼的載荷均勻地分散到整個(gè)翼展上。而常見的使用懸臂式設(shè)計(jì)、沒有額外張線拉桿支撐的單翼機(jī)機(jī)翼，機(jī)翼受到的所有載荷都會(huì)被集中施加到翼身連接處。為了應(yīng)對(duì)這一情況，最好把機(jī)翼設(shè)計(jì)成翼根處較厚，同時(shí)降低翼遠(yuǎn)端到翼尖產(chǎn)生的升力和負(fù)載，這就是為什么幾乎所有單翼機(jī)的機(jī)翼都同時(shí)在寬度（弦長(zhǎng)）和厚度上都是漸縮的。

SPAD XIII戰(zhàn)斗機(jī)，展示了典型的一戰(zhàn)雙翼戰(zhàn)斗機(jī)的翼間結(jié)構(gòu)：繃緊的張線交叉穿過(guò)了幾組垂直的翼間支柱

　　漸縮比——翼尖處寬度（弦長(zhǎng)）與翼根處弦長(zhǎng)的比值，在一開始的時(shí)候似乎也完全是由設(shè)計(jì)師口味決定的，二戰(zhàn)前和期間的飛機(jī)主翼漸縮比普遍都在0.25或者更小的值上；這表示翼尖的寬度差不多是翼根的四分之一。而容克斯的Ju ?88轟炸機(jī)的高空衍生型號(hào)將漸縮發(fā)揮到了極致：機(jī)翼到了翼尖處幾乎縮成了一個(gè)點(diǎn)。極端的漸縮比讓飛機(jī)可以在提升翼展的同時(shí)不增加太多的結(jié)構(gòu)重量和阻力面積，這讓飛機(jī)可以具有更高的爬升率，更好的高空性能，同時(shí)還能提高巡航的燃油經(jīng)濟(jì)性。但極端的漸縮還會(huì)導(dǎo)致飛機(jī)的在失速時(shí)會(huì)陷入過(guò)于劇烈的滾轉(zhuǎn)；翼尖扭轉(zhuǎn)幾度可以延遲翼尖失速和這一現(xiàn)象的發(fā)生，但扭轉(zhuǎn)本身又會(huì)產(chǎn)生額外的阻力。到二戰(zhàn)快結(jié)束時(shí)，極端漸縮的機(jī)翼設(shè)計(jì)已經(jīng)基本上不再被采用了：漸縮比在三分之一到二分之一的設(shè)計(jì)成為了主流選擇。

作為“噴火”的高空專用型號(hào)，“噴火”Mk.VII也使用了極端“尖頭”的翼尖設(shè)計(jì)

　　雖然機(jī)翼大部分的基本特點(diǎn)都是前人在試錯(cuò)過(guò)程中逐漸確定的，但真正的科研在這一過(guò)程中并沒有缺席。那些自一開始就和飛行與航空緊密聯(lián)系在一起的國(guó)家都有各自的由政府直接支持的航空科研組織：英國(guó)的范保羅，法國(guó)的默東，俄羅斯的庫(kù)奇諾（在沙俄時(shí)期由茹科夫斯基建立的航空研究機(jī)構(gòu)）……而美國(guó)也在1915年由國(guó)會(huì)批準(zhǔn)，在弗吉尼亞漢普頓建立了美國(guó)國(guó)家航空咨詢委員會(huì)（NACA）。在這些組織的風(fēng)洞中，誕生了無(wú)數(shù)最終塑造了今天我們的飛機(jī)外形的重要發(fā)現(xiàn)。

　　每個(gè)機(jī)翼設(shè)計(jì)都有一個(gè)不太起眼但非常重要的屬性，那就是他的機(jī)翼截面的形狀，也就是他的翼型。法國(guó)、德國(guó)、英國(guó)和美國(guó)等各國(guó)自己的科研機(jī)構(gòu)都將各種翼型組成一個(gè)個(gè)系列設(shè)計(jì)，適用在速度和翼載需求各不相同的飛機(jī)上。這些翼型系列中的大部分其實(shí)都是通過(guò)比較抽象的數(shù)學(xué)運(yùn)算過(guò)程求出的一邊圓而一邊尖的基本曲線形狀，而非通過(guò)物理層面的流體力學(xué)；然后這些形狀會(huì)被放在風(fēng)洞中測(cè)試來(lái)得出他們具體的空氣動(dòng)力學(xué)特性，然后設(shè)計(jì)師再?gòu)倪@一堆候選中挑出性能足夠好的，放入目錄中成為真正的可用翼型。

因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)與測(cè)試翼型的過(guò)程在航空史早期通常依賴于試錯(cuò)與經(jīng)驗(yàn)法，因而當(dāng)時(shí)研發(fā)出的翼型很多是直接使用制造商或發(fā)現(xiàn)者的名字命名的；而在翼型曲線逐漸開始使用數(shù)學(xué)方法求得之后，大部分翼型會(huì)以一組可以準(zhǔn)確表達(dá)翼型具體形狀的“代號(hào)+數(shù)組”的形式定名

　　而很多為翼型理論發(fā)展奠定了重要基礎(chǔ)的工作都是由德國(guó)科學(xué)家馬克思?蒙克完成的，他在1920年以技術(shù)顧問的身份來(lái)到了NACA的蘭利實(shí)驗(yàn)室，并升任成為了空氣動(dòng)力學(xué)部分的主管。蒙克是一位非常難以共事的人，有的官方歷史甚至將蒙克描述成“一位空氣動(dòng)力學(xué)巫師的同時(shí)還是個(gè)不穩(wěn)定的江湖騙子”。他專橫獨(dú)裁而又固執(zhí)，非常在意等級(jí)制度，對(duì)誰(shuí)都漠不關(guān)心，而且因?yàn)樗挠⑽乃揭膊徽?，有時(shí)連話都說(shuō)不清楚。蘭利的工程師之間還流傳著搞笑的故事，講述蒙克在來(lái)到美國(guó)學(xué)會(huì)開車后，每次都要靠他在方向盤上裝著的一個(gè)類似量角器的裝置計(jì)量才能在路上轉(zhuǎn)彎。終于到了1927年，在蘭利實(shí)驗(yàn)室各下屬部門首腦以全體辭職的方式表達(dá)了對(duì)蒙克本人的抗議之后，他才不得不退位離開實(shí)驗(yàn)室。（譯注：馬克思?蒙克早年在德國(guó)哥廷根與普朗特等人共事，并在來(lái)到美國(guó)后最終完成并提出了他的薄翼理論，該理論可以在一定條件下將翼型的升力問題轉(zhuǎn)化為對(duì)弧線的環(huán)量求解）

由Munk在NACA提出并建設(shè)的可變密度風(fēng)洞（Variable Density ?Tunnel）的工作狀態(tài)，氣體在壓力罐體中內(nèi)外循環(huán)。該風(fēng)洞一直沿用到40年代，直到在NACA被更大比例、更先進(jìn)的風(fēng)洞所取代

可變密度風(fēng)洞的截面示意圖，詳細(xì)展示了空氣在風(fēng)洞中如何被風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)進(jìn)行內(nèi)外循環(huán)。1927年的一次火災(zāi)燒毀了風(fēng)洞木制的原始內(nèi)部結(jié)構(gòu)（上圖上方標(biāo)為“舊”的截面），在修復(fù)中改建為上圖下方所示的結(jié)構(gòu)

　　而蒙克的離職也被視為NACA的管理者從科學(xué)家轉(zhuǎn)向工程師的重要標(biāo)志。從那一刻起，NACA的主要研究?jī)?nèi)容開始轉(zhuǎn)向往往需要和制造商直接協(xié)作的更實(shí)際的工程問題。對(duì)實(shí)用技術(shù)而非理論科學(xué)的偏好創(chuàng)造了很多成就，但一方面也成了盟國(guó)在真正的航空科學(xué)上逐漸落后于德國(guó)的部分原因，而這一點(diǎn)直到二戰(zhàn)結(jié)束后才被發(fā)覺。

　　不過(guò)盡管如此，真正的科學(xué)研究并沒有在NACA徹底消失，美國(guó)人也有超過(guò)德國(guó)人的時(shí)候。在30年代后期，NACA的空氣動(dòng)力學(xué)家埃斯特曼?雅各布斯開發(fā)出了一套能夠以一個(gè)目標(biāo)的性能特性出發(fā)設(shè)定翼型的系統(tǒng)，這套系統(tǒng)的第一個(gè)成功案例就是P-51“野馬”上的“層流翼型”。（雅各布斯在Munk離開之后接管了VDT風(fēng)洞，并在此期間改進(jìn)風(fēng)洞顯著降低了其測(cè)試流場(chǎng)的湍流度，故而能夠更好的精確測(cè)試翼型的真實(shí)性能和邊界層對(duì)翼型的影響，實(shí)際上，他的第一個(gè)主要貢獻(xiàn)應(yīng)當(dāng)算是在今天仍被極為廣泛使用的NACA四位數(shù)翼型。）

琳瑯滿目的NACA四位數(shù)翼型系列，不過(guò)最終被證明性能優(yōu)異并沿用至今的實(shí)際上只占一小部分

　　理論上說(shuō)，如果能夠讓流經(jīng)機(jī)翼表面的氣流一直保持層流性質(zhì)，避免所有哪怕是最小幅度的湍流，就能直接讓機(jī)翼受到的阻力幾乎減半。不過(guò)就像橢圓形機(jī)翼遇到的問題一樣，在現(xiàn)實(shí)中因?yàn)閷?shí)際制造出來(lái)的機(jī)翼表面完全無(wú)法實(shí)現(xiàn)保持層流需要的外形光潔度，層流翼并無(wú)法完全展現(xiàn)出它理論上的性能優(yōu)勢(shì)，而到底是所謂的“梅里迪斯效應(yīng)”散熱器還是層流翼型造就了“野馬”的高速，這在參與“野馬” ?設(shè)計(jì)工作的人之間也留下了無(wú)盡的爭(zhēng)議：這還關(guān)乎到每個(gè)人的個(gè)人榮譽(yù)。不過(guò)可能這個(gè)問題暫時(shí)還不會(huì)有什么答案，在一切塵埃落定之前，他們都已經(jīng)去世了。

NASA使用F-16XL進(jìn)行超音速層流控制實(shí)驗(yàn)?！耙榜R”的層流翼只是一個(gè)開端，隨著飛機(jī)速度區(qū)間的繼續(xù)擴(kuò)展和對(duì)性能的進(jìn)一步追求，主動(dòng)或自然的層流邊界層控制技術(shù)直到今天依然是一個(gè)重要的研發(fā)方向

　　現(xiàn)代亞音速飛機(jī)的機(jī)翼的基本構(gòu)型——包括所有二戰(zhàn)年代飛機(jī)的——在航空史相當(dāng)早的時(shí)期其實(shí)就已經(jīng)出現(xiàn)了。1918年的福克D.VIII的木制機(jī)翼就已經(jīng)具備了合適的漸縮，展弦比為6，相對(duì)較厚的翼型截面，鑲嵌在主翼中的副翼，以及不再需要張線支撐的懸臂式結(jié)構(gòu)。盡管它離萊特兄弟的時(shí)間比它離二戰(zhàn)的時(shí)間還要近些，但把它的機(jī)翼放在40年代的活塞戰(zhàn)斗機(jī)上，看上去也不會(huì)有什么違和感。

1918年的?？薉.VIII光滑、漸縮的厚機(jī)翼即使和40年代的戰(zhàn)斗機(jī)相比也并不顯得過(guò)時(shí)

　　盡管如此，?？孙L(fēng)格的機(jī)翼和單翼機(jī)布局即使在一戰(zhàn)后也未能得到制造商和各國(guó)軍方的接納，大部分人的保守主義和單純的膽怯帶來(lái)的壓力在這一過(guò)程中暴露無(wú)遺：判別哪些是好主意而哪些是壞主意實(shí)在太過(guò)困難，制造商們也只能不斷的在嘗試中倒退回早已經(jīng)過(guò)實(shí)用考驗(yàn)的陳規(guī)之中。

在德?哈維蘭DH.98（“蚊”式）上并沒有出現(xiàn)“噴火”那樣的橢圓形機(jī)翼，取而代之的是漸縮而且翼尖非常窄的平直機(jī)翼，而它的橢圓形垂尾則是一種標(biāo)志性的德?哈維蘭設(shè)計(jì)

　　在現(xiàn)實(shí)的飛機(jī)設(shè)計(jì)中，每樣?xùn)|西都會(huì)產(chǎn)生相互影響，這些復(fù)雜關(guān)系使得精確的測(cè)試和記錄非常困難，一些很小的非實(shí)質(zhì)性的修改帶來(lái)的變化往往難以計(jì)量。有時(shí)兩項(xiàng)看起來(lái)各自都有好處的改造會(huì)相互抵消效果。設(shè)計(jì)工作者之間天然的善意和他們?cè)跇I(yè)界內(nèi)的人事流動(dòng)會(huì)自然的將具體的工程信息擴(kuò)散交流到各處；與此同時(shí)，某個(gè)設(shè)計(jì)在概念上的真正微妙之處卻會(huì)隨著人的生老病死和制度的健忘而消失。謠言、被理解錯(cuò)誤的設(shè)想、過(guò)度的樂觀在航空的發(fā)展過(guò)程中起到的作用并不比真正的科學(xué)技術(shù)少。

　　飛機(jī)形態(tài)和布局的多樣性發(fā)展本身就是一堂課。我們最好以類似達(dá)爾文演化論的眼光來(lái)審視整個(gè)航空史，即使是成功的設(shè)計(jì)也需要在一個(gè)不斷搖擺回溯、出發(fā)點(diǎn)經(jīng)常錯(cuò)誤的過(guò)程中最終逐漸取代那些不夠成功的設(shè)計(jì)，而不像追尋一個(gè)確定的科學(xué)目標(biāo)那樣系統(tǒng)性的直線發(fā)展。從這個(gè)角度看，有趣的并不是某架亨克爾的飛機(jī)是不是真的影響了超馬林的另一架飛機(jī)，而是為什么橢圓形機(jī)翼設(shè)計(jì)看起來(lái)如此的美好，最終卻幾乎沒有多少飛機(jī)使用了這種設(shè)計(jì)。

　　不幸的是，大部分飛機(jī)設(shè)計(jì)師并不會(huì)就他們?yōu)槭裁醋龀瞿稠?xiàng)設(shè)計(jì)決定、哪些設(shè)計(jì)讓他們后悔、哪些設(shè)計(jì)又讓他們自豪這些事情上留下非常詳細(xì)的記錄，即使是在同一架飛機(jī)上工作過(guò)的人也可能還會(huì)就飛機(jī)的某項(xiàng)特點(diǎn)說(shuō)出各自之間相互沖突的設(shè)計(jì)理由；這導(dǎo)致我們實(shí)際上經(jīng)常只好完全靠猜測(cè)來(lái)解釋機(jī)翼或整機(jī)為什么要被設(shè)計(jì)成某種模樣。

　　每一架飛機(jī)都是理論和現(xiàn)實(shí)碰撞的結(jié)果。結(jié)構(gòu)材料的頑固特性永遠(yuǎn)站在理想設(shè)計(jì)的對(duì)立面；有效載荷和載員的需求；起落架的性能需求和需要占有的位置空間；混亂而又難以對(duì)付的推進(jìn)系統(tǒng)需求，包括但不限于離地距離、冷卻性能、可維護(hù)性等等的要求。如何將實(shí)驗(yàn)室中完美的理想形狀和現(xiàn)實(shí)中的載荷與戰(zhàn)斗需求相結(jié)合是制造商們需要面對(duì)的重大挑戰(zhàn)，而一位偉大的飛機(jī)設(shè)計(jì)師的標(biāo)志也總是擁有將一系列可能相互沖突的元素融合成一個(gè)成功的整體的能力，而非只是將某項(xiàng)特性提高到極致的能力。一個(gè)謎題永遠(yuǎn)都不會(huì)只有一種解答；不然的話，完美的飛機(jī)最終將永遠(yuǎn)只會(huì)有一架。