Vì sao cánh máy bay lại gấp khúc ở phía đầu?

Thực tế, đoạn vểnh lênh đó được gọi là cánh nhỏ của máy bay và trong thời gian gần đây, nó đã trở thành chuẩn mực trên các dòng sản phẩm hiện đại. Về mặt lý thuyết, bộ phận này được sinh ra để giúp giảm lực cản - thứ vốn thường có mặt cùng với lực nâng do cánh tạo ra. Theo ông Robert Gregg - Giám đốc phụ trách khí động học của Boeing, cánh nhỏ sẽ cho phép cánh máy bay tạo lực nâng hiệu quả hơn - giảm hao tổn lực kéo của động cơ. Nhờ thế, máy bay sẽ tiết kiệm nhiên liệu, xả ít khí thải và giảm chi phí vận hành.

Theo số liệu do Boeing cung cấp, việc bổ sung thêm cánh nhỏ cho phép các dòng máy bay 757 và 767 của hãng cải thiện khả năng tiêu thụ nhiên liệu lên tới 5% trong khi giảm lượng CO2 thải ra cũng tới 5%. Như thế, nếu một hãng hàng không lắp cánh nhỏ lên khoảng 58 chiếc máy bay 767, họ sẽ tiết kiệm được gần 1,9 triệu lít nhiên liệu mỗi năm.

Khi máy bay đang trên không, áp suất không khí đè lên phần trên cánh sẽ thấp hơn so với bên dưới. Ở phần đầu cánh (nơi lắp cánh nhỏ), sự giao thoa giữa không khí áp suất cao với áp suất thấp sẽ tạo ra lốc xoáy theo cả ba chiều trên cánh. Nó không chỉ đẩy không khí lên và qua cánh mà cũng kéo ngược không khí trở lại (yếu tố gây ra lực cản). Khi cánh nhỏ hiện diện, nó sẽ giúp giảm cường độ của lốc xoáy phía và giảm lực cản lên toàn bộ đầu cánh máy bay.

Trên thực tế, trước đây, các kĩ sư đã chỉ ra rằng lực cản như vậy có thể được xử lý bằng việc kéo dài cánh máy bay. Tuy nhiên, trong nhiều tình huống, đây là điều không hề dễ dàng do những giới hạn về kích thước sân bay, trang thiết bị cũng như vật liệu chế tạo. Chính vì thế, thay vì kéo dài cánh máy bay, Boeing đã chọn lắp cánh nhỏ vuông góc.

Tuy nhiên, không phải lúc nào cánh nhỏ cũng là phụ kiện cần thiết cho máy bay - đặc biệt là nếu yếu tố không gian không phải là vấn đề lớn. Điển hình là mẫu Boeing 777 mới không cần tới thứ “đồ chơi” này. Theo ông Gregg, lý do là bởi Boeing 777 thường vận hành ở các sân bay quốc tế - vốn được thiết kế cho máy bay cỡ lớn. Vì thế, Boeing vẫn có cách để đảm bảo các ưu điểm cần thiết mà không cần tới phần mở rộng vuông góc này.

Kể từ sau khi được sáng chế bởi nhà nghiên cứu Richard Whitcomb (Trung tâm nghiên cứu Langley của Cơ quan hàng không vũ trụ Mỹ NASA) vào năm 1976, cánh nhỏ cũng được các nhà sản xuất máy bay liên tục cải tiến cả về thiết kế lẫn hiệu quả trong ứng dụng thực tế. Nếu như ở thế hệ đầu tiên (có mặt trên Boeing 747-400 hay McDonnel Douglass MD11), cánh nhỏ chỉ giúp cải thiện nhiên liệu tiêu thụ từ 2,5% đến 3% thì thế hệ cánh nhỏ thứ hai - tương tự như trên một số dòng máy bay chủ lực của Boeing như 737, 757, 767 lớn hơn rất nhiều và cũng cong hơn so với thế hệ đầu - đã giúp máy bay tiết kiệm nhiên liệu hơn từ 4% đến 6%.

Dự kiến, máy bay 737 Max tiếp theo của Boeing sẽ sở hữu cánh nhỏ thế hệ thứ ba với hứa hẹn tiết kiệm thêm từ 1-2% nhiên liệu nữa so với thế hệ thứ hai.