Thiết kế cánh cụp cánh xòe đáp ứng những thách thức công nghệ trong thập niên 1960, tạo nên cuộc cách mạng trong ngành hàng không Liên Xô.
Tính năng đặc biệt của thiết kế cánh cụp cánh xòe
Ngày 9/7/1967, khán giả tại triển lãm hàng không Moscow lần đầu được chứng kiến tiêm kích cánh cụp cánh xòe MiG-23 và Su-17 hoàn toàn mới. Đây được coi là những tiêm kích thế hệ thứ ba mang tính cách mạng, định hình cho ngành công nghiệp hàng không Liên Xô trong hàng chục năm sau đó, theo Sputnik.
"Nguyên lý cánh cụp cánh xòe ứng dụng trên hai loại máy bay này cho phép các nhà thiết kế Liên Xô giải quyết hàng loạt vấn đề nan giải", nhà phân tích quân sự Andrei Kotz cho biết.
Trước đó, các mẫu tiêm kích chỉ có hai loại thiết kế cánh cơ bản là cánh thẳng và cánh cụp. Cánh thẳng giúp tiêm kích có hệ số lực nâng cao, cho phép phi công dễ dàng cất cánh, đặc biệt khi tiêm kích nạp đầy đạn dược và nhiên liệu, cũng như tạo sự ổn định ở tốc độ hạ âm, nhưng thiết kế này tạo lực cản rất lớn khi máy bay đạt vận tốc siêu thanh. Trong khi đó, thiết kế cánh cụp nằm lệnh góc với chiều dọc thân máy bay có thể giúp tiêm kích đạt tốc độ cao và có khả năng chống nhiễu loạn không khí tốt hơn, nhưng lực nâng của chúng khi cất cánh không cao.
Thiết kế cánh cụp cánh xòe, còn được gọi là "đôi cánh ma thuật", kết hợp ưu điểm và loại bỏ nhược điểm của cả hai nguyên lý trên, mang lại nhiều ưu thế cho MiG-23 và Su-17, tạo nên bước phát triển đột phá cho ngành hàng không quân sự Liên Xô.
Thiết kế cánh cụp cánh xòe bao gồm trục bản lề quay cánh, bộ phận cánh trong, cánh giữa và cơ chế xoay. Khi cất hạ cánh, phi công đưa cánh vào vị trí xòe thẳng để tăng tối đa lực nâng, rút ngắn quãng đường cất hạ cánh. Trong khi bay, đôi cánh sẽ dần thu về phía sau để giảm sức cản, tốc độ lớn của tiêm kích sẽ bù lại lực nâng bị mất do cánh cụp. Khi đạt tới tốc độ siêu thanh, cánh máy bay sẽ ở vị trí cụp tối đa.
 |
Cơ cấu xòe và thu cánh trên tiêm kích MiG-23. Ảnh: Wikipedia. |
Nhược điểm của thiết kế này là khối lượng lớn, làm tiêm kích nặng nề hơn những loại dùng cánh cố định. Cấu trúc phức tạp của cánh cụp cánh xòe cũng gây khó khăn cho việc sửa chữa, bảo dưỡng ở các sân bay dã chiến, vốn có cơ sở hạ tầng kém hơn những căn cứ không quân lớn.
Tuy nhiên, những lợi thế của cánh cụp cánh xòe cùng với nhiều công nghệ hàng không tiên tiến vào thời điểm đó đã bù đắp cho những bất lợi này.
"Một chiếc MiG-23 mang đầy đủ vũ khí và nhiên liệu nặng 20 tấn chỉ cần 450 m đường băng để cất cánh, ngắn hơn hẳn so với tiêm kích MiG-29 hiện đại có khối lượng tương đương. Tốc độ tối đa của MiG-23 khi thu cánh lên tới 2.500 km/h, tương đương với nhiều loại máy bay chiến đấu hiện đại", chuyên gia Kotz khẳng định.
Khả năng cơ động cao cùng vũ khí và hệ thống điện tử hiện đại của MiG-23 giúp phi công Iraq giành chiến thắng trong hơn 30 trận không chiến với chiến đấu cơ Iran giai đoạn 1980-1988. Tiêm kích F-4, F-5 và F-14 do Mỹ sản xuất trong biên chế không quân Iran lúc đó chỉ giành được 9 trận thắng, dù mẫu F-14 cũng sở hữu thiết kế cánh cụp cánh xòe.
Ông Kotz cho rằng quân đội Mỹ cũng đánh giá cao thiết kế của MiG-23. Vào năm 1980, Mỹ có trong tay khoảng 12 chiếc MiG-23 có nguồn gốc từ không quân Ai Cập.
Các phi công và kỹ thuật viên Mỹ nghiên cứu kỹ lưỡng những chiếc MiG-23. Họ tháo rời chúng thành từng mảnh nhỏ nhất, sau đó lắp lại và sử dụng tới tận năm 1988 để huấn luyện không chiến. Phi công Mỹ khen ngợi khả năng tăng tốc xuất sắc, đặc tính tốc độ và thiết kế buồng lái thoải mái của MiG-23. Họ cho rằng dòng MiG-23 thể hiện đặc biệt tốt trong cận chiến, nhưng lại thua kém trong các cuộc đấu tay đôi tầm xa.
MiG-23 biểu diễn các chế độ cánh cụp và xòe.
Tuy nhiên, các kỹ thuật viên Mỹ phải dùng từ "khủng khiếp" để mô tả việc sửa chữa, bảo trì tiêm kích MiG-23. Đây có thể là nguyên nhân dẫn tới tỷ lệ tai nạn cao của chúng. Kể từ khi được biên chế vào năm 1970, đã có hơn 100 chiếc MiG-23 bị rơi trên tổng số 5.047 máy bay được chế tạo.
Đối với cường kích Su-17 và bản xuất khẩu Su-20/22, thiết kế cánh cụp cánh xòe hỗ trợ đắc lực cho nhiệm vụ tấn công mặt đất và yểm trợ bộ binh. Ngoài việc rút ngắn quãng đường cất hạ cánh, đôi cánh xòe còn cho phép Su-17 không kích mục tiêu mặt đất ở tốc độ trung bình, giúp phi công có nhiều thời gian nhận dạng và ngắm bắn mục tiêu chính xác hơn.
Ưu điểm này vượt trội đáng kể so với mẫu tiền nhiệm Su-7B, vốn sử dụng thiết kế cánh cụp cố định, có tốc độ hành trình quá cao và không đem lại hiệu quả khi yểm trợ mặt đất.
Kinh nghiệm từ MiG-23 và Su-17 là bước tiến quan trọng cho ngành công nghiệp hàng không Liên Xô và Nga. Chúng là tiền đề quan trọng để Liên Xô thiết kế cường kích MiG-27, oanh tạc cơ chiến thuật Su-24, máy bay ném bom chiến lược Tu-22M/M3 và oanh tạc cơ chiến lược Tu-160. Những chiếc Su-24, Tu-22M3 và Tu-160 vẫn đang trong biên chế không quân Nga, trực tiếp tham gia tấn công các nhóm khủng bố tại Syria.
Cơ cấu cụp xòe cánh của oanh tạc cơ Tu-160.
Ngày nay, công nghệ cánh cụp cánh xòe chỉ còn phù hợp với các loại máy bay ném bom, khi hiệu quả chiến đấu phụ thuộc phần lớn vào lượng vũ khí nó có thể mang theo. Những tiêm kích hiện đại như Su-27, MiG-29 và các phiên bản nâng cấp của chúng được chế tạo theo một hướng khác, ứng dụng thiết kế thân liền cánh (Blended wing body) để tạo thành một bề mặt nâng thống nhất.
Nguyên lý thân liền cánh giúp các nhà thiết kế máy bay Liên Xô và Nga giữ được tất cả ưu điểm của cánh cụp cánh xòe mà không làm phức tạp hóa và tăng khối lượng khung thân máy bay. Giải pháp này cũng giúp các tiêm kích hiện đại sở hữu khả năng siêu cơ động, đạt tốc độ siêu thanh mà không cần bật chế độ đốt tăng lực, một trong những yêu cầu chính cho tiêm kích ngày nay.
Công nghệ cánh cụp cánh xòe ra đời cách đây hơn 50 năm trên MiG-23 và Su-17 đã đáp ứng thành công những thách thức của thập niên 1960, đồng thời cung cấp hiểu biết sâu sắc trong hàng chục năm sau đó cho các nhà thiết kế hàng không Liên Xô và Nga, ông Kotz kết luận.
Theo VNE
