Tại sao cánh máy bay cao tốc ngày càng ngắn?

Bạn đã có lần nào chú ý đến cánh máy bay chưa? Cùng với sự tăng tốc độ bay, cánh máy bay ngày càng ngắn lại so với thân máy bay. Ví dụ, một máy bay có tốc độ bay 1000 km/h, chiều dài toàn thân khoảng 20 m thì toàn bộ chiều dài cánh máy bay khoảng 33 m. Nhưng một chiếc máy bay khác có tốc độ bay đạt 1700 km/h, toàn bộ chiều dài thân máy bay vẫn khoảng 20 m, thì chiều dài cánh máy bay chỉ cần 12 m là đủ.

Tại sao tốc độ bay càng nhanh thì cánh máy bay lại càng ngắn?

Máy bay dựa vào lực nâng của đôi cánh để bay lên cao; cánh máy bay càng lớn thì lực nâng càng lớn. Tuy nhiên, xét ở mặt khác, trong quá trình bay, cánh máy bay cũng sinh ra lực cản; cánh càng lớn thì lực cản cũng càng lớn. Khi tốc độ bay tương đối chậm, để sinh ra lực nâng đầy đủ, cần làm cánh máy bay dài hơn, ví dụ cánh máy bay tàu lượn đặc biệt dài. Sau khi tăng tốc độ, đặc biệt là khi bay với tốc độ vượt âm, nếu cánh máy bay dài thì lực cản sinh ra sẽ rất lớn. Tuy nhiên, sau khi rút ngắn cánh máy bay, liệu lực nâng sinh ra có đủ không? Có hai trường hợp: khi máy bay ở trên không, tốc độ càng nhanh thì lực nâng sinh ra càng lớn, do đó lực nâng do cánh máy bay ngắn sinh ra là đủ. Nhưng khi máy bay cất cánh hoặc hạ cánh, tốc độ tương đối thấp, lực nâng do cánh máy bay ngắn sinh ra có thể không đủ để khắc phục trọng lượng máy bay. Khi đó, máy bay cần chạy trên mặt đất một quãng rất dài để đạt đến tốc độ nhất định rồi mới rời khỏi mặt đất; hoặc sau khi hạ cánh phải để tốc độ máy bay chậm lại dần dần. Đây cũng là nguyên nhân chủ yếu khiến các máy bay cao tốc hiện đại cần có đường băng sân bay rất dài.

Cùng với sự phát triển không ngừng của kỹ thuật hàng không, việc thiết kế máy bay và vật liệu chế tạo đã thu được nhiều thành quả đột phá. Ví dụ, một số máy bay đã sử dụng “cánh biến đổi”; loại cánh máy bay này khi bay với tốc độ cao có thể co ngắn lại để giảm bớt lực cản khi bay, còn khi cất cánh và hạ cánh thì cánh máy bay lại duỗi dài ra để tăng lực nâng.