為什麼飛機翼要向後斜？

Q1

為什麼飛機翼要向後斜？

飛機翼後斜，有一個專有名詞 後斜 (sweepback)，或後掠翼 (swept wing)。

一架飛機的最高速度有很多限制，例如引擎功率、引擎轉速、機體結構限制還有自然存在的音速限制。

咦？不是有很多飛機可以超音速飛行嗎？的確很多飛機可以超音速飛行，但是對於一般民航機來說，飛超音速不附合經濟效益，飛超音速時產生的衝擊波 (shock wave)會大大增加燃油耗量，所以設計民航飛機時會盡量減少出現衝擊波的機會。

後掠翼則是針對這點應運而生。舉例說，普通大氣的音速大概是340m/s， 當橫向翼的飛機速度接近300m/s 時，衝擊波便會開始形成，逐漸增加阻力，推低了引擎的效率，所以橫向翼的飛機會盡量避免航行接近300m/s，而後掠翼能拖延衝擊波的形成，令衝擊波在300m/s 以上才產生，這樣飛機就可以飛得更快，同時沒有推低引擎效率。

垂直打在機翼的氣流接近音速時就會形成衝擊波。當飛機高速航行時，氣流速度是 v，但v並不會引伸衝擊波，而是v cos(s)這個垂直行量才會引伸衝擊波。v cos(s) 根據後斜角度向量變小，拖延形成衝擊波。（不會向量的同學可以比較箭咀的長度，越長的箭咀表示速度越高）

所以越是航行速度要快的飛機，後斜會越明顯，越要拖延形成衝擊波，大部分的戰鬥機機翼又小又非常後斜，就是這個道理。