Vì sao máy bay tốc độ lớn ngày càng... “cụt cánh”?

Cùng với việc nâng cao tốc độ của máy bay, con người ngày càng thu ngắn sải cánh của chúng. Có phải họ làm vậy để tiết kiệm vật liệu không?

Tất nhiên là không. Máy bay nhờ cánh mà sinh ra lực nâng để bay lên; cánh càng lớn thì lực nâng càng lớn. Nhưng xét về lực cản, cánh dài lại chẳng có lợi gì, vì cánh càng dài thì lực cản càng lớn. Do đó, một chiếc máy bay có tốc độ 1.000 km/giờ có thể có sải cánh khoảng 33 mét và thân dài khoảng 20 mét. Trong khi đó, một chiếc khác có tốc độ 1.700 km/giờ, thân cũng khoảng 20 mét, thì sải cánh chỉ cần khoảng 12 mét là đủ. Cánh dài chủ yếu thích hợp cho bay chậm.

Khi tốc độ bay còn tương đối thấp, để tạo ra đủ lực nâng, người ta phải làm cánh máy bay dài hơn một chút; chẳng hạn cánh tàu lượn thường rất dài. Nhưng khi tốc độ tăng cao, đặc biệt là khi bay vượt âm thanh, nếu cánh quá dài thì lực cản sinh ra sẽ rất lớn. Vì vậy, với máy bay tốc độ cao, người ta cố gắng làm cánh càng ngắn càng tốt.

Vấn đề đặt ra là: khi cánh đã bị rút ngắn, liệu máy bay có còn tạo ra đủ lực nâng hay không? Ở đây có hai tình huống. Khi máy bay đang bay trên không, tốc độ càng nhanh thì lực nâng sinh ra càng lớn, vì thế cánh ngắn vẫn tạo được lực nâng đủ dùng.

Nhưng khi máy bay cất cánh hoặc hạ cánh, tốc độ còn tương đối nhỏ, lực nâng do cánh ngắn tạo ra không đủ để thắng trọng lượng của máy bay. Trong trường hợp đó, máy bay phải chạy trên mặt đất một quãng rất dài, cho đến khi đạt tốc độ khá cao mới có thể rời khỏi mặt đất. Đường băng dài cũng giúp máy bay vừa chạy vừa giảm tốc trong quá trình tiếp đất. Đây là nguyên nhân chủ yếu khiến máy bay cao tốc hiện đại đòi hỏi sân bay phải có đường băng rất dài.

Hiện nay, đã có nhiều loại máy bay được chế tạo theo kiểu “cánh cụp cánh xòe”. Khi bay với tốc độ cao, cánh có thể rút ngắn lại; còn khi cất cánh hoặc hạ cánh, cánh sẽ xòe ra, nhờ đó giải quyết được mâu thuẫn trên.