Tại sao phải chế tạo máy bay có cánh hướng về phía trước?

Tại sao phải chế tạo máy bay có cánh hướng về phía trước?

Thông thường thì cánh máy bay đều hướng về phía sau, nhưng chẳng lẽ lại không có loại máy bay nào cánh hướng về phía trước? Tháng 9/1997, tại một sân bay ở ngoại ô Matxcơva, lần đầu tiên loại máy bay chiến đấu mới có cánh hướng về phía trước mang tên S-37 đã cất cánh. Đôi cánh kéo dài về phía trước của nó đã đem lại cho người xem một cảm giác mới.


Hiện nay, không ít máy bay có cánh hướng về phía sau đã đạt được tốc độ rất cao, thậm chí đã vượt qua tốc độ của âm thanh. Nhưng loại máy bay này cũng có một nhược điểm rất lớn là khi máy bay đạt đến tốc độ cao, luồng không khí có thể chuyển động trên bề mặt máy bay. Khi một phần khí men theo mép cánh chuyển động từ trong ra ngoài, đầu mút phía ngoài cánh máy bay sẽ xuất hiện những rối loạn đáng sợ. Những rối loạn này ảnh hưởng rất lớn đến lực nâng của cánh ngoài máy bay, nghiêm trọng hơn thì nó có thể ảnh hưởng đến hiệu quả điều khiển của tay lái, dẫn đến trường hợp máy bay đang bay có thể tự lăn tròn trên không, gây ra nguy hiểm tới sự an toàn của máy bay và người lái.

Nếu đem so sánh, máy bay có cánh hướng về phía trước không có nhược điểm này. Khi luồng khí chuyển động men theo bề mặt của máy bay, cánh trước sẽ cho luồng khí chuyển động từ ngoài vào trong, làm luồng khi trong cánh có sự phân ly. Do luồng khí đi từ ngoài vào trong có thể tập trung lại, cùng đi qua bề mặt cánh máy bay và không ảnh hưởng chút nào đến lực nâng, lại càng không thể ảnh hưởng tới sự điều khiển hoạt động của máy bay, trạng thái làm việc của tay lái. Như vậy, loại máy bay có cánh hướng về phía trước có đặc tính chuyển động khí tốt hơn, đạt được lực nâng lớn, lực cản lại nhỏ. Một điểm tốt nữa là máy bay chiến đấu có cánh hướng về phía trước có thể hoạt động được trên không với một góc độ lớn làm cho máy bay chiến đấu đạt được tốc độ cần thiết để bắt được các máy bay chiến đấu khác, chiếm ưu thế trên bầu trời.
Tại sao trước đây tất cả các loại máy bay đều có cánh hướng về phía sau? Lý do là vì độ cứng của nguyên liệu tạo nên cánh máy bay trước đây không đủ, nếu máy bay sử dụng loại cánh hướng về phía trước sẽ làm cho khả năng chống bay ngoặt trong lúc bay của động cơ giảm sút rõ rệt. Dưới tác dụng gia tăng của luồng không khí, cánh ngoài của máy bay có thể xuất hiện hiện tượng cong lên trên, cùng với sự gia tăng của lực nâng và góc độ bay thì hiện tượng này tiếp tục tăng lên. Như vậy, sự tuần hoàn không tốt này có thể làm gẫy giữa phần cánh và thân máy bay. Giả sử phải ngăn chặn hiện tượng cánh máy bay rạn nứt thì chỉ còn cách gia tăng độ dày của cánh để tăng cường khả năng chống cong. Nhưng làm như vậy thì trọng lực của máy bay sẽ gia tăng rất nhiều. Thế là các kỹ sư đành phải bỏ qua thiết kế cánh máy bay hướng về phía trước mà phổ biến áp dụng hình thức cánh hướng về phía sau.

Sự ra đời của những loại vật liệu mới đã làm cho máy bay có cánh hướng về phía trước hồi sinh. Cùng với sự gia tăng trong việc tổng hợp các sợi, các loại vật liệu này ngày càng nhẹ hơn, mạnh hơn, cứng hơn, khả năng chống cong vẹo đặc biệt mạnh mẽ. Do vậy, người ta lại đi sâu vào nghiên cứu máy bay có cánh hướng về phía trước. Năm 1984 Mỹ đã nghiên cứu chế tạo ra máy bay thử nghiệm có cánh hướng về phía trước “X – 29A” toàn bằng các vật liệu phức hợp, còn máy bay “S – 27”, là loại máy bay có cánh hướng về phía trước có tính năng ưu việt, tạo tiền đồ phát triển rộng lớn cho kiểu máy bay mới của thế kỷ XXI.