固定翼飞机机翼可以多短？
为什么飞机需要翅膀？
首先，我们得明白飞机翅膀存在的根本原因：产生升力。升力是克服飞机自身重力的力量，让飞机能够离开地面并保持在空中。翅膀的形状（通常是上表面弯曲，下表面相对平坦，形成翼型）和迎角（翅膀与气流的夹角）使得流过翅膀上表面的空气速度比下表面快，根据伯努利原理，速度快的地方压强小，速度慢的地方压强大。这就造成了翅膀下方产生一个比上方更大的压力，这个压力差就形成了向上的升力。
影响翼展的因素
现在我们来聊聊，如果我们要让翅膀“短”一点，会遇到什么问题。这就像给一个跑步运动员穿一双超小的鞋子，理论上还能动，但跑起来肯定不对劲。
1. 升力需求： 飞机要起飞并保持飞行，就需要产生足够的升力来抵消重力。升力的大小与很多因素有关，其中一个关键的因素就是机翼的面积。而机翼的面积，很大程度上是由翼展和平均翼弦（机翼前缘到后缘的平均距离）决定的。
如果翅膀变短（减小翼展），为了维持相同的升力，就必须增加机翼的弦长（宽度）。 想象一下，如果你想用更短的扫帚扫地，你得让扫帚头变得更宽才行。
然而，单纯地增加弦长而不改变翼展，会导致机翼变得越来越“方”或者越来越“粗壮”，这会带来其他问题，比如更大的阻力。 此外，机翼的结构强度也会受到影响。
2. 稳定性与控制： 飞机的机翼不仅产生升力，还承担着提供稳定性和操控性的重要任务。
横向稳定性： 飞机的飞行姿态在左右两侧是需要平衡的，如果机翼太短，两侧机翼对空气动力学的响应差异就会变得更敏感。例如，当飞机出现侧滚（一边机翼抬高，另一边压低）时，短翼飞机可能需要更大的副翼（位于机翼后缘的操纵面）来纠正，或者本身的稳定性就会受到影响。
航向稳定性： 虽然垂尾和方向舵主要控制航向，但机翼的形状和翼展也会间接影响飞机的航向稳定性。
3. 结构强度与重量： 机翼需要承受各种载荷，包括升力、阻力、重量，以及在飞行中可能遇到的颠簸。
对于一个给定的翼展，机翼越短，它的结构就越“紧凑”。 如果翅膀变得非常短，但为了产生足够的升力，翼弦变得很长，那么整个机翼的结构就会变得非常“厚重”。
过短的机翼，尤其是那些翼弦相对较长的，在结构强度设计上可能会面临挑战。 它们需要承受更大的应力集中，而且为了保证足够的强度，材料的使用量可能会增加，从而增加飞机的整体重量，这又会反过来增加对升力的需求，形成一个恶性循环。
4. 气动效率（升阻比）： 飞机的设计目标之一是尽可能提高升阻比，也就是用最小的阻力产生足够的升力。
诱导阻力： 翼尖处会产生涡流，这是产生诱导阻力的主要原因。翼展越长，翼尖涡的强度相对越弱（单位展长产生的诱导阻力更小），所以长机翼在这一点上更有效率。
如果翅膀变得非常短，翼尖涡的影响就会相对更加显著，导致诱导阻力大幅增加。 这意味着飞机需要更大的推力来克服这个额外的阻力，燃料消耗也会更高。
5. 机翼的“扁平度”与“厚度”：
“短”可以理解为翼展很小，但这不代表翼弦也必须很小。 如果我们把翼展大幅度缩短，但保持翼弦不变，那机翼就变成了非常短、非常宽的形状。
如果我们将翼展缩短，并且也大幅度缩短翼弦，那么机翼的面积就会变得非常小。 为了产生升力，就需要以极高的速度飞行，或者采用非常大的迎角。
另外，为了产生足够的升力，短翼往往需要做得更“厚”或者翼型设计更激进，这通常会增加阻力。
“最短”在哪里？
那么，我们是不是可以把翅膀缩短到某种极端情况？比如，只比一个人的手臂长一点点？
这基本上是不可行的。 即使是最小的滑翔机，也需要有足够的翼展来产生足够的升力，并保持飞行的稳定性。
如果把机翼缩短到极小的程度，例如比机身本身还窄，那么它就很难产生足够的升力来支撑飞机的重量。 即使通过极高的速度来弥补，例如像某些火箭或导弹那样，它们也不是严格意义上的“固定翼飞机”的飞行方式。传统的固定翼飞机依赖于相对平稳的气流和稳定的机翼来维持飞行。
一些特例和类比
三角翼飞机： 像“协和”号这样的超音速飞机，虽然翼展不算特别长，但拥有巨大的三角翼面积，而且在高速下飞行，也能产生足够的升力。但它们的机翼设计是为了高速和特定性能而优化的，并且为了克服低速升力不足，通常需要前缘襟翼等复杂装置。
无人机（UAVs）： 很多小型无人机，尤其是多旋翼无人机，它们的核心是“旋翼”，而非“固定翼”。但也有一些大型的固定翼无人机，它们的设计也会遵循上述原则，只是尺寸和载荷不同。
战斗机： 一些高性能战斗机为了在亚音速和超音速之间灵活切换，以及进行高机动性飞行，会采用相对短的机翼，但这并不意味着它们的机翼“短到不能飞”，而是为了优化特定的飞行性能，并且会牺牲一部分巡航效率。
总结一下：
固定翼飞机机翼的“短”是相对的，并且受到升力需求、稳定性、结构强度、气动效率等诸多因素的制约。如果一味地缩短翼展，为了维持飞行，就必须大幅度增加翼弦，导致机翼变得粗笨，阻力增大，或者需要极高的飞行速度。
所以，没有一个绝对的“多短”的界限，但任何能够被称为“固定翼飞机”的飞行器，其机翼都需要具备足够的翼展和面积，才能在空气动力学上有效地产生升力，并保持稳定的飞行。 如果你看到一个“翅膀”短得离谱的机器，它要么根本不是固定翼飞机（可能是旋翼机、直升机），要么就是在特定条件下（如借助弹射器、滑轨）起飞，并且很快就会因为升力不足而失效。
飞机工程师在设计飞机时，会根据飞机的预期用途（载客、货运、战斗、侦察等）、飞行速度、起降条件等，在各种因素之间进行精细的权衡，来确定最合适的翼展和翼型。这就像一个复杂的数学优化问题，没有唯一的“正确答案”，只有在特定约束下的“最优解”。
网友意见
二战时期，有一个神奇的法西斯国家叫意大利。
这款飞机有个十分优雅的名字，叫卡普罗尼试验机，外号“意大利人的飞天酒桶”。但是，意大利人运用了非常先进的涵道式活塞动力系统，有人称之为喷气式飞机的鼻祖，意大利差一点就进入了喷气式飞机时代。
这架呆萌飞机的故事还要从四个人说起。
第一个人是雅克•施耐德（JacquesSchneider），法国富翁。1912年12月5日，他在法国航空俱乐部设立了一项以自己名字命名的“施耐德杯”水上飞机竞赛项目 (Schneider Trophy)，目的是为促进民用航空技术的发展。
参赛者需要飞行至少240公里，主要内容就是比速度，看谁飞得快。优胜者将会获得25000金法郎和一座同样价值的奖杯。如果一个国家在五年内三夺冠军，将永久保留奖杯（有点怀疑足球世界杯就是跟这个学的）。此项赛事于1913年在摩纳哥首次举行，后来因一战爆发而暂停，后于1919年恢复，到1931年为止共举办了9届，这项赛事也成为两战之间欧洲各国“航空秀”的主要场所，促进了航空技术发展，地位类似于航空界的F1车赛。
第二个人是乔瓦尼•巴蒂斯塔•卡普罗尼（Giovanni BattistaCaproni），这个拗口的意大利名字你可能没听说过，但在宫崎骏执导的动漫作品《起风了》中，这位卡普罗尼多次出现在主角堀越二郎的梦境里，是堀越二郎梦想的启发者。
他生于1886年，是慕尼黑工业大学和列日大学的毕业生，拥有土木学学士和电机学博士学位，是土木和航空工程师，并于1908年创建了以自己命名的卡普罗尼航空公司，并设计了意大利第一架双翼机“卡普罗尼 Ca. 1”以及在一战中使用的早期轰炸机“卡普罗尼 Ca.4”，使他成为意大利航空事业的开拓者。
第三个人就是这架萌飞机的父亲——路易吉•斯蒂帕（Luigi Stipa），这位在1900年出生于意大利阿斯科利皮切诺的飞机设计师曾在一战中当过步兵，战争场面那可是见得多了，战争结束后进入意大利空军部工作，最后当上了发动机部门的总监。同时他还是土木工程师和水力工程师，也是一位跨领域的多面手。
第四个人物就是墨索里尼了。在展示意大利科技水平“世界领先”方面，这位法西斯总统不遗余力，支持一切“扬我意呆利国威”之事。
事情的经过是这样的：
法国富翁施耐德创立的杯赛以其丰厚的奖金和影响力吸引了各国徒手积极参加，意大利首次参与是在1919年的第三届。要说意大利人的运气确实不错，首次参赛就不战而胜，因为对手的飞机全部由于故障而退出了。
但这样的不武之胜难以服众，虽然被判获胜，却不能获得奖杯，只能得到下届举办权的荣誉。心有不甘的意大利人又参加了接下来的两届，运气依然好的出奇——英法等强手不是因为财政问题就是因为故障而退出，意大利居然连夺两届冠军，再夺一次就能“永保奖杯”了。
然而事不过三，意大利在接下来的几届接连败北，直到1926年，才真正获得了一次货真价实的冠军。这次夺冠重新燃起了意大利航空界“永保奖杯”的热情。
墨索里尼知道这场比赛是“扬国威”的大好时机，下令调动一切资源保证夺冠，各种条件都向有可能造出冠军飞机的厂商倾斜。这种“举国体制“使意大利航空产业一时间繁荣起来，各大航空企业都琢磨着怎样才能在速度竞赛中胜出。
怪才斯蒂帕分析了当时飞机的速度和发动机功率以及外形之间的联系，发现在飞机外形已经无可挑剔的情况下，发动机功率的边际效应随功率的提升越来越小，功率提高一倍，速度可能只是涨了50%，再提高一倍，速度可能就只涨10%了……如此循环下去，飞行速度的提升将越来越慢，而发动机功率又不可能无限大，所以必须从原理和飞机构造这些根本问题上加以解决。
在当时活塞式发动机的驱动下，800公里/小时的速度几乎就是极限了。之所以速度上不去，是因为要再提速就得加大转速，此时的螺旋桨桨尖处的线速度已经接近声速，要产生激波了。在这种情况下，螺旋桨遇到的阻力将会剧增，给人的感觉就是螺旋桨突然就像转不动了一样，很多飞机遭遇这种现象都会失事，这就是航空史上著名的“声障”难题。
在活塞机时代，要解决这个问题，就得想法在不提高转速或者减小螺旋桨的直径（这样桨尖的线速度就慢下来了，同时还减小了迎风面积，起到了减阻作用）的情况下增加驱动力。
这种结构也被称之为“涵道推进”。
为什么说意大利差点进入喷气机时代，因为涵道正是喷气机的动力来源。
1932年6月的一天，在一片怀疑的目光中，这架粗胖的飞机摇晃着飞上蓝天，但这只是成功了一小半，因为最重要的速度指标根本就达不到当初设想的那样，最大飞行速度只有131km/h，一般情况下只有68km/h，就比地上的汽车快一些而已，当然没卵用的优点也不是没有——噪音小，比较安静。
珍贵而滑稽的历史录像 https://www.zhihu.com/video/1093365173900984320虽然被证明不能用于高速推进，但其结构已经接近后来的涡扇发动机。航空界一般也认为斯蒂帕是这方面的先驱人物。在飞艇、直升机、气垫船、客机等低速飞行器上，涵道仍然是被大量使用的技术。
四个人物的结局：
“飞行酒桶”之父斯蒂帕很长寿，于1992年去世，享年92岁，他一直认为喷气发动机是通过他的“涵道推进”设计而产生的，他应该获得这项荣誉，并且宣称二战中德国在V-1导弹上使用的喷气引擎侵犯了他的专利，但实际上V-1使用的是脉冲发动机，跟他的设计一点关系也没有——这位老先生终其一生都在为没能被认定为喷气发动机的发明者而懊恼。
创立飞行竞赛的施耐德被授予了法国“荣誉军团勋章”，这是一个平民在法国能获得的最高荣誉了。但他开办的武器公司在一战后倒闭破产，自己也陷于贫困，于1928年5月1日去世。
卡普罗尼公司在两次大战之间渐渐成为大集团、并陆续收购了其它规模较小的航空企业，后来改名成“米兰•卡普罗尼意大利公司”（Società Italiana Caproni, Milano），在第二次世界大战中，卡普罗尼公司也曾开发各式战机供当时意大利空军使用。但在二战结束后，由于意大利国力衰微，市场狭小，再加上有英美等国有更强实力航空企业的挤压，卡普罗尼公司渐不能支，在1950年宣告关闭。其创始人卡普罗尼于1957年10月27日在罗马去世。
墨索里尼死的多惨，我们都懂的。而他下令保“施耐德杯”的梦想也没实现，英国最终拿到了五年三冠，永久保留了奖杯。
这架萌飞机的故事并没有随着这些人物的离去而结束——澳大利亚航空爱好者LynetteZuccoli（还是个大妈）按照原尺寸的3/5复制了这架“飞行酒桶”于2001年重上蓝天，只是飞行距离仅有600多米。
二战后的美国人似乎对这种蠢乎乎的设计也很感兴趣，在某个类似空天母舰的项目中设计的F85战机上明显能看到“飞天酒桶”的影子。
补充一个世界上最小的飞机：
重量180kg，Continental C85发动机（马力85）
设计师是否受到“飞天酒桶”的启发我不知道，但画风迷之相似，
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