Tại sao phải nghiên cứu chế tạo máy bay sải cánh về phía trước?

Các máy bay nói chung đều sải cánh ra phía sau, vậy thì có loại máy bay nào sải cánh về phía trước không? Tháng 9/1997, sân bay Giucôpski ở ngoại ô Matxcơva có một chiếc máy bay chiến đấu S-37 kiểu mới, sải cánh về phía trước, lần đầu tiên bay lên bầu trời xanh.

Hiện nay, nhiều máy bay sải cánh ra phía sau đã có tốc độ bay rất cao, tốc độ của một số máy bay thậm chí đã vượt quá tốc độ của âm thanh, tuy nhiên loại máy bay sải cánh như vậy có những nhược điểm rất lớn: Khi máy bay bay với tốc độ cao, luồng không khí sẽ lướt theo bề mặt của máy bay, khi một bộ phận luồng không khí men theo cánh máy bay từ trong chuyển động ra ngoài, có thể làm cho mút ngoài của cánh máy bay xuất hiện một luồng không khí hỗn loạn đáng sợ. Luồng không khí hỗn loạn này ảnh hưởng rất lớn đến lực nâng phía ngoài của cánh máy bay, nghiêm trọng hơn, nó còn ảnh hưởng đến hiệu suất bề mặt bánh lái khống chế phương hướng bay, dẫn đến hiện tượng máy bay có thể tự động quay lộn vòng ở trên không, gây mất an toàn cho máy bay và người lái.

Ngược lại máy bay sải cánh về phía trước không có nhược điểm đó. Tương tự, khi dòng không khí lưu thông trên bề mặt máy bay sải cánh về phía trước, sẽ làm cho dòng không khí lướt qua bề mặt cánh máy bay lưu động từ ngoài vào trong, như vậy sẽ làm cho dòng không khí của cánh máy bay bị phân tán. Vì dòng không khí lưu động từ ngoài vào trong, nên chúng sẽ tụ lại, cùng bám vào cánh máy bay và lướt qua, không có ảnh hưởng gì đến lực nâng của máy bay, lại càng không ảnh hưởng gì đến trạng thái làm việc của máy bay. Do vậy, máy bay sải cánh về phía trước có đặc tính khí động học tốt hơn, có thể có được lực nâng tương đối lớn, hơn nữa lực cản rất nhỏ. Điều đáng quý là, máy bay chiến đấu sải cánh về phía trước có thể bay trên không với góc đón đầu lớn, điều đó sẽ làm tăng rất nhiều tính cơ động của máy bay, khiến cho máy bay chiến đấu có thể nhanh chóng bám sát máy bay địch, chiếm ưu thế trên không.

Vậy thì tại sao các máy bay trước kia đều "sải cánh ra phía sau"? Điều này do vật liệu chế tạo cánh máy bay lúc đó chưa đủ độ bền, nếu máy bay sải cánh về phía trước, thì khi bay sẽ làm cho khả năng chống uốn bị giảm, cộng thêm tác dụng của dòng không khí, phía ngoài của cánh máy bay sẽ xuất hiện hiện tượng bị uốn cong lên, khi góc đón và lực nâng tăng lên, lại khiến cho cánh máy bay ở phía sau tiếp tục uốn cong. Với sự tuần hoàn ác tính như vậy, sẽ dẫn đến làm gãy cánh máy bay. Nếu muốn tránh cho cánh máy bay không bị uốn gãy, thì phải làm cho cánh dày lên để tăng khả năng chống uốn của nó. Nhưng như vậy trọng lượng máy bay sẽ tăng lên. Do đó, các công trình sư đành phải vứt bỏ thiết kế cánh sải về phía trước mà phổ biến dùng hình thức sải cánh về phía sau.

Các vật liệu tổng hợp kiểu mới ra đời đã mang lại cơ hội phát triển cho loại máy bay sải cánh về phía trước. Các vật liệu tổng hợp này vừa nhẹ, bền mà độ cứng lại cao, khả năng chống uốn rất khoẻ. Do đó, người ta lại tiến hành đi sâu nghiên cứu loại máy bay sải cánh về phía trước. Năm 1984 nước Mỹ đã chế tạo máy bay thử nghiệm sải cánh về phía trước kiểu X-29A toàn làm bằng vật liệu tổng hợp, cuối cùng đã chế tạo được máy bay sải cánh về phía trước với tính năng ưu việt, mở ra một tương lai rộng lớn cho loại máy bay kiểu mới thế kỷ XXI.