蜻蜓、鹰隼、鲨鱼、荷花这些大自然中的动植物与飞机设计有什么关系？其实，有一个专门的学科可以给你答案，它就是仿生学。在航空领域，越来越多的新想法都是从大自然中汲取的灵感，从动植物各种各样的结构、器官和材料中找寻创意来解决飞机制造遇到的种种问题。今天，我们就来看一看飞机设计和制造是如何向大自然借鉴的。

  机翼颤振与蜻蜓

  在万米高空飞行可不是一件容易的事。飞机在高速飞行的时候，机翼会发生颤振现象。颤振是一种复杂的气动弹性不稳定现象，会对飞机飞行安全构成极大的威胁。通俗来说，当飞机在气流中运动并到达某一速度时，在非定常空气动力、惯性力和弹性力的相互作用下，刚好使其振动持续下去，就发生了颤振。也就是说，飞机的翅膀会不由自主地振动，这种有害的振动可能造成翼折人亡的惨剧。

  大自然中，也有昆虫会出现类似的现象——被誉为昆虫“飞行之王”的蜻蜓在振翅飞行时，也会遇到有害的颤振现象。但是，神奇的造物者赋予了它们消除这种现象的方法。

  蜻蜓消除颤振的奥妙就在于那两对奇妙而透明的翅膀。它们长而窄，膜质轻盈，网状翅脉极为清晰。值得注意的是，蜻蜓前后翅的前缘都有一处深色的不透明斑纹，呈正方形或长方形，称为翅痣。这就是它们消除颤振隐患的特殊装置。它是一个加厚的含有液体的空腔，虽然翅痣的重量只有翅重的0.1%，但如果把它去掉，蜻蜓飞起来就会摇摇摆摆，飘忽不定，并且发出“哧哧”的声音。如果没有翅痣，蜻蜓飞行达到一定速度后就会产生颤振，使翅膀折叠，进而受伤。有研究表明，翅痣可以帮助蜻蜓提高10%～25%的滑翔速度。

  受其启发，飞机设计师在机翼末端的前缘，像打补丁一样各加了1块类似翅痣的长方形金属板，也被称为抗震颤装置，这样就能有效消除机翼的颤振，很好地解决了航空史上飞机由于剧烈震动而时常发生的机翼断裂问题。

  那么，有些朋友可能会问了，直升机上有“翅痣”吗？区别于传统客机，直升机飞行过程中的主要震源是旋翼的转动，其通常采用调整桨叶角度和转速等方式来减小震动，其原理与翅痣“增重”减震的原理并不相同。所以，直升机的旋翼上并没有“翅痣”。

  翼尖小翼与鹰隼

  翼尖小翼，又称作翼尖帆或翼端帆，业界称翼梢小翼，位于飞机机翼的翼梢，有单上小翼、上下小翼等多种形式。其通常用于提高固定翼航空器机翼的效率，也可用来改善航空器的操纵特性。

  飞机在维持正常飞行时，其所需的升力是靠机翼上下表面的压力差产生的。由于上下表面压差的存在，翼尖附近机翼下表面空气会绕流到上表面，形成翼尖涡，致使翼尖附近区域机翼上下表面的压差降低，从而导致这一区域产生的升力降低，这也是产生诱导阻力的根源。那么如何减小这种阻力呢？

  大自然来告诉你答案。与飞机类似，对于像鹰和隼这样的大型鸟类，如果其翅膀过长，转向时的半径就会过大，从而使其在飞翔时无法利用热空气柱上升。但是，鹰的翅膀完美地结合了最大的升力和最小的翅膀长度，它们在飞行时会将翅尖羽毛向上卷曲，从而形成近90度的夹角。这种形态可以减小空气中的漩涡，提高鹰的飞行效率，并且可以实现远距离滑翔。

  受此启发，有专家提出在飞机翼尖加装短板来减小诱导阻力，从而实现飞机在高空低阻力滑翔。后来，经过设计师们不断研究，最终发明了翼尖小翼，并将其安装在飞机上，像鹰一样，以减小阻力。

  然而，飞机翼尖小翼的形状可不像鹰一样都是相同的，其会根据飞行型号的不同有所变化。比较典型的翼尖小翼用在如波音747-400型飞机、空客A330和空客A340系列的飞机上。另一种三角形翼尖小翼则在空客A320系列、空客A310和空客A380飞机上使用。