現代飛機機翼為什麼末端會翹起？

下一次搭飛機的時候眺望一下窗外，看看這架飛機機翼的末端是什麼樣子的設計。不要小看那不起眼的小小的設計，原來對乘客的舒適感具有不小的影響。

現代飛機機翼末端已經很少見到完全平坦的設計，一般都帶有小翼（winglet），有的以一定弧度向上彎曲翹起，有的呈一定角度向上折起，還有的機翼末端是分開上下兩小片的設計。

美國宇航局（NASA）的網站介紹說，這些小翼平均來說可以幫助飛機節省高達5%的燃料。就拿常見的波音737機型來說，這意味著一年可以省下100,000加侖燃料。想想看，各大航空公司、各種機型都用上這種設計，所省下的燃料費用總計高達數十億美元。

這些設計可以減少飛機飛行時機翼末端所產生的氣旋對飛機的影響。對於一架小飛機來說，如果穿過大飛機後面的尾流，這些氣旋的力量足以讓小飛機傾翻。這是空氣動力學家早就意識到的問題，據說萊特兄弟在完成他們的設計之前，已經考慮到了這個問題。可是，直到近代，飛機才普遍用上小翼的設計。

飛機在飛行的時候，空氣對機翼的底部所產生的壓力比頂部大得多，從而產生提升力。可是機翼末端底部的空氣會上捲、並與機翼頂部壓力較小的氣流相遇，產生一個小型龍捲風。這股龍捲風延展到飛機的後方，產生阻力，導致飛機浪費一些能量。

NASA尼爾阿姆斯特朗飛行研究中心（Neil Armstrong Flight Research Center）前首席科學家阿爾‧鮑爾斯（Al Bowers）說：「被留在空氣中的能量來自飛機。如果找到辦法捕獲這部分能量，把它留給飛機，這些浪費在尾流的能量就能被節省下來。」

1897年，英國空氣動力學家弗雷德里克‧W‧蘭開斯特（Frederick W. Lancaster）提出了「機翼尾板」（wing endplates）的設計，並獲得了專利。那時的設計就是給機翼末端安裝兩塊向上竪起的平板，阻止機翼底部和頂部空氣相遇。鮑爾斯說，但是平板的設計對飛機的升力幫助不大。

到了上世紀70年代，NASA工程師理查德‧惠特科姆（Richard Whitcomb）提出了更好的設計。他發現鳥類起飛的時候總是把翅膀的末端翹起，由此得到靈感，發現應該把這個翹起的部分設計成機翼的形狀，在空氣動力學上會得到最佳的效果。於是，飛機「小翼」的名字應運而生。

但是出於對成本的考慮，只有少數幾家公司給他們的飛機裝上這種小翼。直到上世紀90年代中期，一家名為Aviation Partners的公司，推出更好的一種設計後，終於越來越多的飛機裝上了這些小翼。

該公司與波音合資組建的公司Aviation Partners Boeing的總裁邁克‧斯托威爾（Mike Stowell）說，他們設計的小翼不僅節省燃料，而且很美觀，吸引了很多客戶。一些公司為了讓他們飛機的形象不輸給競爭對手，而安裝了這些小翼。

現在，大部分中小機型都裝有小翼，不過它們的作用對於大型飛機來說就不那麼顯著。飛機的小翼也有了更多的設計，除了前面提到的幾種，甚至還有環狀的。一些噴氣式商務機採用尾部帶有一個閉合環的結構。

賓州州立大學（Penn State University）空氣動力學家馬克‧D‧莫默（Mark D. Maughmer）告訴CNN，在飛行中遇到湍流的時候，有沒有小翼對乘客的體驗差別還不小。「有一次我在一趟行程中搭乘了兩架波音737，一架有小翼，另一架則沒有。差別還是很明顯的：沒有小翼的那架飛機在遇到湍流的時候顛簸得很厲害，就像乘坐一輛跑車行駛在不平坦的路面上；而有小翼的另一架就像乘坐豪華轎車的體驗。」