Cấu hình của cánh máy bay

Cấu hình cánh của máy bay cánh cố định (bao gồm cả tàu lượn và máy bay có động cơ) là sự sắp xếp cấu trúc cánh nâng và các bề mặt cánh có liên quan khác của nó.
Thiết kế của một chiếc máy bay được phân biệt nhờ cấu hình của cánh máy bay. Ví dụ như chiếc tiêm kích Supermarine Spitfire là một chiếc máy bay có cấu trúc một tầng cánh đặt thấp truyền thống, cánh có dạng elip với tỉ lệ chiều dài/chiều rộng ở mức vừa phải.
Các nhà thiết kế máy bay đã từng thiết kế thử nghiệm nhiều loại cánh khác nhau. Đôi khi sự khác nhau giữa các cấu hình là rất nhỏ. Cánh cũng có thể thay đổi dạng hình học và kết hợp nhiều cấu hình cánh.
Phần lớn các loại cánh mô tả dưới đây đều đã được sử dụng trên thực tế, ngoài ra cũng có một số thiết kế dựa trên lý thuyết.
Một số kiểu cánh máy bay.
Các máy bay cánh cố định có thể có một hoặc nhiều cặp cánh:
Máy bay cánh cố định cũng có thể có nhiều cánh:
Máy bay nhiều tầng cánh kiểu "so le (stagger)" có thiết kế tầng cánh trên dịch về phía trước một chút so với tầng cánh bên dưới. Mục đích nhằm làm giảm sự nhiễu động gây ra do áp suất thấp của không khí ở bên trên tầng cánh dưới hòa trộn với không khí áp suất cao ở bên dưới cánh phía trên; tuy nhiên sự cải thiện này khá nhỏ. Kiểu này hay gặp trên nhiều loại máy bay hai/ba tầng cánh nổi tiếng. Có thể xem thêm Beechcraft Staggerwing.
Đỡ cánh.
Để có đủ độ bền, cánh phải có độ cứng vững và do đó cánh sẽ rất nặng. Bằng cách bổ sung các thanh giằng cứng, khối lượng của cánh sẽ được giảm xuống nhiều. Tuy nhiên giằng cánh cũng làm cho tăng lực cản ở các tốc độ bay lớn và không được sử dụng trên các loại máy bay thiết kế để bay nhanh hơn kể từ đầu 1930s.
Các loại đỡ cánh bao gồm:
Cánh cũng có thể chia làm hai loại cứng và mềm
Wing planform.
Wing planform là hình dạng của cánh khi nhìn từ trên xuống hoặc từ dưới lên.
Aspect ratio.
Tỉ lệ khung hình hay aspect ratio bằng Số bình quân hay trung bình chiều dài đường nối đầu mút cánh và gốc cánh (thuật ngữ tiếng Anh là chord) chia cho sải cánh. Nó cho biết độ mảnh và độ dài của cánh nếu nhìn từ phía trên hoặc bên dưới cánh.
Phần lớn máy bay có cánh có khả năng thay đổi dạng hình học cũng thay đổi được tỉ lệ cánh aspect ratio theo các cách khác nhau.
Độ rộng của cánh và độ dài của cánh.
Độ rộng của cánh thay đổi tùy thuộc vào yêu cầu của độ bền và đặc tính khí động học
Kiểu cánh quét (wing sweep).
Cánh sẽ được quét về phía sau, hoặc đôi khi là quét về phía trước, vì nhiều lí do. Một góc quét nhỏ của cánh máy bay đôi khi sẽ điều chỉnh tâm lực nâng của máy bay. Điều này có ích do đôi khi các nhà thiết kế không thể đặt vị trí cánh ở nơi phù hợp nhất, do cản trở tầm nhìn của phi công.
Một số kiểu thay đổi hình dạng cánh:
Cánh đuôi và cánh mũi.
Cấu hình cơ bản của mặt cắt cánh máy bay là không ổn định trong chuyển động chúc và ngẩng, do đó cần có thêm các cánh nằm ngang gọi là bề mặt ổn định gắn cố định cho máy bay (stabilizing surface). Ngoài ra nó không được gây ra tác động đáng kể nào đến khả năng kiểm soát sự chúc và ngẩng của máy bay, do đó cần có các bề mặt kiểm soát điều khiển được gọi là cánh tà (elevator) thông thường được gắn vào cánh đuôi ngang.
Cánh nhị diện và cánh nhị diện ngược.
Một số loại máy bay như Sopwith Camel có các cánh với góc nhị diện khác nhau, với cánh bên trên là cánh bằng và cánh bên dưới là cánh nhị diện thuận, trong khi Hanriot HD-1 có cánh trên là nhị diện thuận nhưng cánh dưới lại là cánh bằng.
Cánh liền thân.
Một số thiết kế, cánh và thân máy bay không có điểm nối rõ ràng, do chúng được hợp nhất với nhau:
Cánh có khả năng thay đổi hình dạng.
Cánh thay đổi hình dạng là máy bay có khả năng thay đổi hình dạng cánh trong quá trình bay. Ngoài ra một số kiểu máy bay có khả năng quay cánh xung quanh thân.
Cánh Đa hình.
Các máy bay sử dụng thiết kế này có khả năng thay đổi số lượng cánh trong khi bay. Điển hình là loại cánh trượt lên xuống như máy bay thử nghiệm Hillson Bi-mono.
Các bề mặt nhỏ độc lập.
Một máy bay hoàn chỉnh còn bao gồm nhiều bề mặt cánh nhỏ hoạt động độc lập:
Một số bề mặt cánh nhỏ khác.
High lift.
High-lift devices có tác dụng duy trì lực nâng ở vận tốc thấp đồng thời chống lại hiện tượng tròng trành giúp giảm tốc độ cất/hạ cánh
Kiểm soát dòng chảy không khí dọc theo sải cánh-Spanwise flow control.
Ở kiểu cánh quét, không khí có xu hướng chảy theo đường chéo sang bên cạnh cánh máy bay và việc ngăn cản việc di chuyển của dòng khí này sẽ làm cải thiện hiệu suất của cánh:
Tạo xoáy-Vortex creation.
Vortex devices giúp duy trì dòng chảy trên cánh ở tốc độ thấp và cản trở sự hình thành tròng trành, bằng cách tạo ra các xoáy cấp năng lượng cho lớp biên gần bề mặt cánh. Gồm có Vortex generator, Vortilon và LERX.