前言
這篇文章是《雞翅的故事》的續集，有興趣的讀者可以先看看前一篇文章對於機翼升力的介紹。
坐在飛機上往窗外看去，想拍張風景照但畫面中總是斜插著機翼，不知道大家有沒有類似這樣的經驗呢？（如果沒有可能是因為您都搭商務艙，猛）
這是因為現代大型客機都採用了後掠翼（swept wing）的設計，即機翼不是垂直於機身，而是以一個後掠角（sweeping angle）向後延伸的。以常見的波音777為例，其機翼後掠角約為30°；而較小型的螺旋槳飛機（如國內線常見的 ATR 72）的機翼通常卻是垂直於機身（稱作 straight wing）。
那麼使用後掠式機翼背後的原因究竟是什麼呢？
 |
| 波音767與猶他州的美（沙）景（漠） |
飛機的速度與空氣的速度
一般客機的設計是不允許超音速飛行的，例如波音 777 的最高巡航速度是 0.76 馬赫（1馬赫=1倍音速）。既然要求不超過音速，為什麼不加速到 0.8、0.9、0.95 馬赫呢？
 |
| 航行時機翼剖面各處空氣流速（圖源：[1]） |
機翼是個藉著將氣流轉向而產生升力的裝置，而空氣在流經機翼上方時速度會增加（可想像成氣流被機翼「擠進」其上緣較窄的區域內）。如上圖所示，當飛機以0.7馬赫航行時，機翼上最快的氣流可能有0.85馬赫；而航行速度0.85馬赫時，機翼上的最高速度就可能突破音速（>1馬赫）。因此機翼會有一個「臨界馬赫數（critical Mach number）」，表示機翼某一地方將出現超音速氣流時的航行速度。
當機翼上出現局部超音速的氣流時，就會有震波（shock wave）產生。這會造成機翼上緣邊界層分離[2]以及阻力急劇上升，可使機翼失速並失控。
越來越快的飛行
前述的超音速氣流問題，只有在航行速度足夠快時才有可能出現。第二次世界大戰時，美軍的 P-38 戰鬥機是第一架突破時速 400 英哩（約 640 km/hr、0.53 馬赫）的飛機。因此在 P-38 身上大家才注意到了當速度到達 0.6~0.7 馬赫時，會有各種飛機失速或失控的問題發生。
不論是戰爭或民航需求，大家總是希望航空器的速度能更快一些。那怎麼辦？
後掠翼
不然用騙的好了，讓機翼覺得自己沒有飛那麼快就好了。
 |
| 後掠翼的氣流（圖源：[3]） |
如上圖，黑色箭頭表示氣流相對於機翼的速度（即飛機的空速），後掠翼的設計使此氣流可以被分成弦向（chordwise，圖中藍色箭頭）與展向（spanwise，圖中橘色箭頭）[4] 兩個份量。因為機翼的升力來自氣流的弦向份量，因此將機翼後掠可使其只感受到較慢的氣流，進而增加臨界馬赫數。
魚與熊掌
事情就這麼解決了嗎？
當工程師們好不容易設計出後掠翼，提高巡航的速度上限的同時，低速航行（起降）就出問題了：低速飛行時的攻角較高，而後掠翼的設計又使機翼感受到的氣流更慢，因此升力可能不足而造成失速。
有一些人對於低速/高速性能的取捨表示...我全都要！
於是就誕生了可變後掠翼（variable-sweep wing, "swing wing"）的設計：視不同飛行情況而改變掠角；在起降時使用展開的機翼以得到足夠的升力，而在高速巡航時則使用收回的後掠翼。（雖然這和一開始說的避免超音速氣流不太一樣，畢竟戰鬥機都是設計能夠超音速巡航的，但後掠翼在高速時確實有更好的性能）
 |
| F-111戰鬥機，為第一款量產的可變後掠翼飛機 |
可變後掠翼最早(1967)在 F-111 戰鬥機上出現，之後(1974)的 F-14 也使用了這樣的設計。然而這種設計使機械結構更加複雜、重量更重，再加上現在有更好的引擎技術以及隱形需求，近三四十年的戰機設計中已不見可變後掠翼了。（其實我也沒親眼看過）
而回到民航機，解決後掠翼低速時性能問題的方法即為各種襟翼（flaps）、縫翼（slats）等控制面，如同之前文章[2]中有介紹過。
結語
其實機翼的設計還有很多種奇怪的形式，可以參考維基百科[5]中的介紹。希望這篇文章能給看到這裡的你一些收穫，或許以後搭飛機的時候可以多多觀察比較不無聊(?)。
作者&後記
嗨我是PK
沒想到新的一學期我又答應寫文章了，希望這系列的文還能繼續（就是我不拖稿+還想得到主題的話...）。最後還是要說，流體力學好難。
參考資料
[1] http://learntoflyblog.com/2018/05/24/cfi-brief-mach-number/
[2] 可以參考前文《好邊喔界層》
[3] https://www.boldmethod.com/learn-to-fly/aerodynamics/wing-sweep/
[4] 這兩個翻譯是我剛發明的，不知道有沒有更正確的說法(?)
[5] https://en.wikipedia.org/wiki/Wing_configuration