Tranh luận nóng

Cánh mũi giúp tiêm kích siêu cơ động: Su-35S không cần

Với những ưu điểm: giúp an toàn hơn trong khi bay, tăng lực nâng, kiểm soát hướng phụt động cơ... của cặp cánh mũi, nhưng tiêm kích Su-35 không cần.

Thứ Bảy, 05/09/2015 06:49

Có thể dễ dàng nhận thấy thiết kế các máy bay thuộc "gia đình" Su-27 làm nhiệm vụ chiếm ưu thế trên không đã đi theo một vòng tròn. Đầu tiên là không sử dụng cánh mũi (Su-27) rồi đến cánh mũi (Su-30MKI, Su-34 và Su-30SM) và cuối cùng quay trở lại không có cánh mũi (Su-35S và T-50). Trong ảnh: Tiêm kích Su-30SM.

Để hiểu được nguyên nhân tại sao thì chúng ta cần phải tìm hiểu ưu điểm và nhược điểm của cánh mũi tác động lên máy bay. Cụ thể, cánh mũi giúp chiến đấu cơ an toàn hơn trong khi bay. Khi cánh mũi của máy bay ở trạng thái stall - trạng thái làm giảm hệ số nâng phát sinh bởi cánh máy bay (airfoil) và góc bay (angle of attack), nó sẽ làm mũi máy bay hạ xuống, tốc độ máy bay vì thế tăng lên và trạng thái kiểm soát được phục hồi. Điều này khiến máy bay dễ điều khiển và an toàn hơn khi bay. Trong ảnh: Cường kích Su-34.

Ưu điểm tiếp theo của cánh mũi làm tăng lực nâng của máy bay. Cánh đuôi của máy bay được gắn với góc hơi hướng xuống, sản sinh một lực ép giúp cân bằng lại xu hướng quay của thân máy bay quanh trọng tâm (the moment of the center of gravity) phát sinh bởi lực nâng của cánh. Cánh mũi sẽ tạo ra lực nâng để cân bằng xu hướng quay này. Trong ảnh: Cường kích Su-34.

Tiếp theo, cánh mũi chỉ phát sinh ra áp lực xoáy thấp và được sử dụng như một bề mặt để kiểm soát/ điều khiển máy bay. Đặc biệt, cánh múi kiểm soát hướng phụt động cơ cho phép chiến đấu cơ bay tại góc lớn hơn với tốc độ thấp hơn mà kiểu điều khiển truyền thống bằng cánh aileron (cánh phụ nằm trên ở phía sau cánh chính) và cánh cánh đuôi (elevator) không làm được. Như là kết quả, cánh mũi được sử dụng để kiểm soát trong những điều kiện bay này, đặc biệt là động tác bay kiểu post stall. Trong ảnh: Tiêm kích Su-30SM.

Tuy nhiên cánh mũi cũng gây ra những bất lợi sau: Làm tăng diện tích phản xạ radar (RCS) so với thiết kế không có cánh mũi. Gây ảnh hưởng tiêu cực lên cánh chính: do nằm ngay trước cánh chính,cánh mũi làm nhiễu loạn luồng không khí trước khi chảy qua cánh chính, khiến cho khả năng nâng của cánh chính bị giảm. Trong ảnh: Tiêm kích Su-30SM.

Cánh mũi khiến trọng tâm máy bay thay đổi tùy theo trạng thái của nó và không tạo ra lực nâng mũi máy bay khi cánh flap (cánh phụ nằm dưới ở phía sau cánh chính, ở một số máy bay, cánh aileron và cánh flap được tích hợp chung vào một cánh duy nhất) đã được triển khai, tạo nên sự khó khăn khi thiết kế cánh chính với flap. Trong ảnh: Tiêm kích Su-30SM.

Cánh mũi rất khó áp dụng bộ phận flag trong thiết kế. Việc triển khai bộ phận flap sẽ gây ra một moomen dọc làm mũi máy bay chúc xuống. Để đạt được sự ổn định theo chiều dọc, cánh mũi có điểm nổi bật là bề mặt cánh nhỏ hoạt động với hệ số nâng lớn, trong khi cánh chính dù khá lớn lại hoạt động với hệ số nâng nhỏ và không bao giờ đạt được hệ số nâng đầy đủ tiềm tàng vì lực nâng cực đại tiềm tàng của cánh là một đặc trưng không có sẵn. Trong ảnh: Tiêm kích Su-35.

Và khi không có bộ phận flap hay có nhưng rất khó sử dụng bộ phận này làm cho việc cất cánh hạ cánh của máy bay sẽ có khoảng cách xa hơn và tốc độ cũng lớn hơn so với những máy bay không có cánh mũi. Trong ảnh: Tiêm kích Su-35.

Một điều quan trọng khác khiến người Nga bỏ hẳn cánh mũi trên Su-35S và T-50 trong thiết kế là với việc quay lại dùng LERXes (Leading Edge Root eXtensions/ gốc leading edge được kéo dài về phía trước) như trên Su-27 kết hợp với động cơ 3D TVC cho phép tận dụng được tất cả những ưu điểm của cánh mũi mà lại không bị hạn chế bởi các nhược điểm đã nêu trên. Trong ảnh: Tiêm kích Su-35.

Việc trang bị động cơ điều khiển/ kiểm soát hướng phụt (TVC) theo tất cả các trục (3D) so với chỉ 2 trục (2D) như động cơ của Su-30MKI giúp Su-35S có khả năng kiểm soát bay khi chiến đấu và thao diễn tốt hơn mà không cần sự trợ giúp của cánh mũi nữa. Trong ảnh: Tiêm kích Su-35.

Cánh mũi có thể xem như là giải pháp tình thế và chỉ phù hợp khi Nga vẫn chưa hoàn thành động cơ kiểm soát hướng phụt tất cả các trục 3D. Khi động cơ này sẵn sàng, vai trò lịch sử của cánh mũi có lẽ đã kết thúc và chỉ được gắn khi khách hàng yêu cầu. Trong ảnh: Tiêm kích Su-35.

Ngoài ra, kiểm soát bay bằng động cơ 3D TVC sẽ sản sinh ra lực cản không khí (drag) ít hơn là cách kiểm soát bằng bề mặt (control surface) truyền thống khiến tốc độ và tầm bay của Su-35S được tăng lên đáng kể. Trong ảnh: Tiêm kích Su-35.