Rất ít máy bay thay đổi hình dáng khi bay, và còn ít hơn những chiếc làm điều đó một cách ấn tượng như Tomcat. Cánh của nó thay đổi góc quét từ vị trí rộng, gần như thẳng, sang một hình dạng hẹp, gần như cánh delta, rồi lại trở về như cũ. Lý do rất đơn giản. F-14 đảm nhiệm hai nhiệm vụ rất khác nhau, và một cánh cố định duy nhất không thể thực hiện tốt cả hai.

Một máy bay, hai nhiệm vụ hoàn toàn khác nhau

Hải quân cần một tiêm kích phòng thủ hạm đội có thể đối đầu với các máy bay ném bom bay ở độ cao lớn từ khoảng cách vượt xa tầm nhìn. Được trang bị tên lửa tầm xa Phoenix có thể vươn tới mục tiêu hơn 90 miles, và mang theo tải vũ khí nặng, máy bay cần tốc độ của một máy bay đánh chặn. Nó cũng phải cất hạ cánh trên boong tàu sân bay, vốn đòi hỏi bay chậm và dễ điều khiển. Câu trả lời của Grumman là một cánh có góc quét biến đổi, cho phép Tomcat hoạt động ở một dải tốc độ bay rộng.

Cánh tiến về phía trước: Tạo lực nâng ở tốc độ thấp

Khi cánh ở gần giới hạn tiến về phía trước, khoảng 20 degrees, máy bay có sải cánh lớn nhất và góc quét nhỏ nhất so với dòng khí. Điều đó cải thiện lực nâng ở tốc độ thấp và phối hợp với các slat mép trước và các flap mép sau trong quá trình cất cánh, tiếp cận và hạ cánh. Một cánh chỉ tối ưu cho hạ cánh sẽ tạo ra lực kéo quá lớn ở Mach cao, trong khi một cánh quét mạnh để bay siêu âm sẽ bắt buộc tốc độ cất/hạ cánh cao hơn nhiều. Việc thay đổi góc cánh cho phép Tomcat tránh cả hai sự đánh đổi đó.

Cánh lùi về sau: Giảm lực kéo ở tốc độ cao

Kéo cánh ra sau làm giảm phần dòng khí đập trực diện vào mép trước. Điều đó hạn chế lực cản dạng sóng phát sinh gần và vượt tốc âm. Nó cũng làm giảm bề dài chiếu ngang, dù hiệu suất ở tốc độ thấp bị ảnh hưởng. Ở góc quét tối đa 68 degrees, Tomcat có thể vượt Mach 2 một cách thoải mái.

Ai quyết định thời điểm thay đổi

Trong bay bình thường, phi công không cần phải bận tâm về điều đó. Ở chế độ AUTO, Bộ tính dữ liệu khí động trung tâm (Central Air Data Computer) lên lịch góc quét một cách dần dần, lấy số Mach làm đầu vào chính thay vì tốc độ chỉ thị. Ở cùng một tốc độ chỉ thị, một máy bay bay ở độ cao lớn hơn có số Mach cao hơn và do đó nhận lệnh quét ra sau lớn hơn.

Phi công vẫn có các lựa chọn. Có thể ra lệnh quét thêm về sau bằng tay, và chế độ thả bom chọn một vị trí quét ổn định khoảng 55 degrees để triển khai vũ khí. Nếu bộ tính bị hỏng, cần gạt cơ học sẽ ghi đè hoàn toàn lên các điều khiển điện. Phi hành đoàn biết góc nào phù hợp với tốc độ nào, nên họ vẫn có thể đưa cánh về phía trước để hạ cánh. Góc quét cánh cũng được liên khoá với các thiết bị tăng lực nâng, vì các flap mở tối đa không thể hoạt động chính xác khi cánh ở vị trí lùi sâu.

Cơ chế trông như thế nào

Mỗi tấm cánh xoay bên trong một vỏ cánh cố định, với lực truyền qua các khớp vào một cấu trúc gia cố nặng ở giữa thân máy bay thay vì một gốc cánh thông thường. Các động cơ thủy lực và bộ tác động vít có hộp số cung cấp lực, trong khi một liên kết cơ khí giữ cho cả hai cánh chuyển động cùng nhau.

Quét quá mức: Cánh di chuyển để tiết kiệm không gian

Tomcat còn có thêm một vị trí nữa mà không liên quan gì đến việc bay. Vị trí quét quá mức đẩy cánh ra sau tới khoảng 75 degrees, và chỉ được dùng khi máy bay ở trên mặt đất. Ở góc đó, cánh sẽ can thiệp vào các bề mặt điều khiển đuôi, nên một vít chặn (jack screw) di chuyển vào vị trí để giới hạn hành trình, và cánh không thể vào vị trí quét quá mức cho đến khi nó không còn vướng. Việc chọn nó là thao tác thủ công có chủ ý; nhấc nắp bảo vệ, ấn nút và kéo cần về phía sau. Lợi ích là tiết kiệm không gian. Một máy bay lớn trên boong chật chội trở nên nhỏ hơn rõ rệt, và các Tomcat đỗ cạnh nhau xếp chồng gọn gàng. Phi hành đoàn thường đỗ theo cách này thành thói quen.

{{REC}}

Một thỏa hiệp đem lại hiệu quả

Khả năng điều chỉnh hình dạng cánh theo điều kiện bay trở thành một trong những điểm mạnh nổi bật của F-14, góp phần tạo dựng danh tiếng của nó như một chiến đấu cơ nhanh và cơ động cũng như một máy bay đánh chặn tầm xa. Cánh chuyển động vì nhiệm vụ yêu cầu, và kết quả là một máy bay đủ khả năng thực hiện cả tiếp cận tàu sân bay lẫn chặn ở Mach 2 với cùng một thân máy bay.