Cánh của máy bay có hình gì? Tại sao phải làm như vậy?

Bay lượn trong khoảng không vốn là mơ ước của loài người. Trong hàng ngàn năm qua, nhân loại đã sáng tạo nên nhiều khí cụ bay như chiếc diều, khí cầu v.v... Cho đến năm 1903, hai anh em nhà Wrigth người Mỹ phát minh ra máy bay. Từ đó, giấc m bầu trời của con người đã trở thành hiện thực.

Vậy thì máy bay bay lên bầu trời ra sao?

Ngoài động cơ bắt buộc phải có thì cánh của máy bay cũng không thể thiếu. Bạn đã từng khi nào chú ý đến hình dạng đôi cánh này chưa? Hình dạng như thế có tác dụng gì cho hoạt động của máy bay?

Chúng ta hãy thử làm hai thí nghiệm nhỏ. Trong thí nghiệm đầu tiên, chúng ta lấy một băng giấy nhỏ, kề sát vào môi dưới và lấy sức thổi mạnh. Kết quả, băng giấy vốn rủ xuống đã bay phấp phới lên phía trên. Kết quả này làm sáng tỏ một trong những định luật về khí động lực: Cường độ áp lực của chất khí chuyển động nhỏ, cường độ áp lực tĩnh tại lớn. Khi chúng ta thổi, luồng khí trên mặt trên băng giấy chuyển động, trong khi không khí mặt dưới tờ giấy ở trạng thái tĩnh tại. Áp lực khí lưu phía trên nhỏ đi, trong khi đó áp lực phía dưới cao hơn phía trên, nhờ đó băng giấy được nâng lên.

Trong thí nghiệm thứ hai, chúng ta dùng một chiếc phễu, quay miệng phễu xuống dưới, lấy miệng ngậm vào đầu nhỏ của phễu. Ở ngay phía chính dưới miệng phễu chúng ta dùng tay đỡ một quả bóng bàn và thổi luồng hơi qua ống phễu, sau đó bỏ tay ra. Kết quả là quả bóng bàn không rơi xuống đất mà lại bay lên vị trí gần ống phễu. Lực thổi càng mạnh thì quả bóng bay lên càng cao.

Tại sao quả bóng lại được nâng lên? Nguyên nhân là do sự khác biệt giữa tốc độ dòng khí lưu ở phía trên và phía dưới quả bóng. Tốc độ của dòng khí lưu phía trên quả bóng nhanh hơn ở phía dưới. Điều này làm sáng tỏ thêm một định luật khác của khí động lực: tốc độ khí lưu càng nhanh thì cường độ áp lực càng nhỏ, tốc độ khí lưu càng chậm thì cường độ áp lực càng lớn.

Chúng ta lại quay lại vấn đề ban đầu. Nếu quan sát kỹ mặt cắt của cánh máy bay,hấy rằng, phần bề mặt phía trên cánh máy bay có dạng vòm uốn cong, trong khi đó mặt dưới lại bằng phẳng. Trước khi bay lên, máy bay phải chạy một đoạn dài trên đường băng, khi đó tạo nên sự chuyển động của không khí về phía sau so với máy bay. Dòng khí lưu xung quanh cánh máy bay chịu ảnh hưởng từ lực bám và tính bám dính của cánh máy bay. Mặt trên cánh máy bay gồ lên, mặt dưới lại bằng phẳng, làm cho phương hướng của hoàn lưu không khí sát bề mặt phía trên cánh máy bay hướng về phía sau còn bề mặt phía dưới thì hướng về phía trước. Ở phía trên cánh máy bay, hướng của hoàn lưu và hướng của dòng khí lưu không xoáy đi qua bề mặt cánh có cùng hướng. Tốc độ của hoàn lưu cộng với tốc độ của khí lưu không xoáy sẽ đạt tốc độ khá lớn Do khí lưu trên bề mật cánh máy bay nhanh hơn mặt dưới, áp lực tác động lên mặt trên nhỏ hơn ở mặt dưới, từ đó làm sinh ra lực nâng đỡ máy bay bay lên.