我們首先要知道，剛度和強度是兩回事。

一個物體，比如說，一個彈簧，你在給他一個力的情況下，他壞不壞，本質(zhì)上跟他的變形時沒有關系的。一根很軟的彈簧，可能變形很大，但是就是不會壞，而一根很硬的彈簧，沒什么變形，但是最后卻斷了。

這就是剛度和強度的區(qū)別。剛度就是一定的外力條件下物體抗變形的能力，強度就是一定外力條件下抗斷裂的能力。一張紙，你拉住兩端，雖然紙沒什么變形，但是了力稍微大一點兒，紙就撕裂了，這就是剛度大而強度低。而你拉住皮筋，皮筋被拉的很長，但是就是不斷，這就是剛度小而強度大。

先進飛機上的復合材料剛度都比較低。

現(xiàn)在衡量一個飛機先進與否（尤其是民用飛機），一個很重要的指標就是這個飛機用了多少復合材料。原來飛機上大量使用的鋼、硬質(zhì)鋁和鈦合金等等，好是好，剛度高、強度高，但是有一個致命問題，就是重量高。在每一千克重量都很要命的航空飛行器上，顯然不是最好的選擇。

這個時候，復合材料就發(fā)揮出來它的作用了，因為復合材料有個非常好的優(yōu)點，就是它的密度實在是太低了。鋼的密度一般是7.8噸每立方米，鈦合金的密度差不多時4.5噸每立方米，鋁最輕，只有2.8噸每立方米，但是，復合材料的密度大部分都是低于2噸每立方米的，甚至于有的只有一噸每立方米。比如說上圖的碳纖維材料，其密度一般就是1.5噸每立方米左右。

比如說被人們稱為夢幻飛機的波音787，一架飛機上就用到了23噸碳纖維，通過使用復合材料可以減輕超過15噸的重量。同樣，空客的A350也是使用了超過52%的復合材料。

那么使用復合材料跟機翼變形有什么關系呢？很簡單，因為復合材料有個很大的問題，就是剛度普遍比較低。所以飛機上大量使用復合材料，一定會導致飛機剛度的下降——而帶來的最直接的影響，就是機翼變形非常大（而老一點兒的飛機可能機翼剛度就要高很多，你看到的變形不是那么大）。就比如說上文提到的波音787，其機翼就幾乎完全采用復合材料，而一架飛機能夠飛起來，其機翼上承受的力是很大的。所以機翼剛度低、受力大，自然變形就很大，根據(jù)相關的介紹，波音787在飛行狀態(tài)下，機翼的翼尖居然可以上揚7.9米——幾乎就是三層樓的高度了。下面這張圖就是展現(xiàn)了波音787飛行狀態(tài)下機翼變形的夸張程度。

有人會擔心，變形這么大，不會壞掉嗎？

變形這么大，很多人看著就害怕。但是實際上這只是人的錯誤經(jīng)驗在作怪，認為結實就是剛度高（比如說一把塑料尺彎起來軟軟的，感覺就是不如鋼尺結實），實際上這種擔心是大可不必的。就好像文章一開始說的，剛度和強度是兩回事。皮筋你看著軟乎乎的，實際上不容易被拉斷。飛機上的復合材料一樣，看著軟軟的、容易變形，但是實際上這種材料的強度要遠遠高于鋼。比如說波音787上的碳纖維T800S，其強度就是鋁合金高上接近十倍。

而且一種材料能夠在飛機上用，一定是經(jīng)過反復的、嚴格的試驗的，不可能科學家一拍腦袋就往飛機上用。下面這張圖就是在地面上做飛機機翼的強度疲勞試驗，一方面我們可以看到機翼的變形是有多夸張，另一方面我們也可以知道，這種夸張的變形早就在科學家的掌握之中，他們都做過大量的試驗，表明這種變形不會造成飛機的損壞。