כנף בעלת משיכה משתנה – הבדלי גרסאות

'''כנף בעלת משיכה משתנה''' (ב[[אנגלית]]: Variable Sweep Wing או Swing Wing) הוא סוג של [[כנף גאומטריה משתנה]] המשתמשת [[כנף (תעופה)|בכנפיים]] המשנות את [[כנף משוכה|זווית המשיכה]] שלהם יחסית לציר האופקי של [[כלי טיס|כלי הטיס]]. סוג זה הוא הנפוץ והמפורסם מבין סוגי כנף גאומטריה משתנה ולכן לעיתים משתמשים במושג זה כמקביל למושג כנף משיכה משתנה.

בתקופה המוקדמת של התעופה כנף בעלת משיכה משתנה שימשה במספר מצומצם של כלי טיס כאמצעי ל[[קיזוז (תעופה)|קיזוז]] אורכי (בצירב[[זוויות אוילר|ציר העלרוד]]). בשלהי [[מלחמת העולם השנייה]], עם הופעת [[מטוס סילון|מטוסי הסילון]] הראשונים ה[[גרמניה|גרמנים]] מצאו שבשביל לטוס במהירויות גבוהות יותר היה צורך בהטיית הכנפיים אחורנית, אבל [[כנף משוכה|משיכת הכנף]] נטתה לבוא יד ביד עם [[מנת ממדים]] קטנה יותר וביצועי מהירות נמוכה ירודים ודרשו [[מסלול המראה ונחיתה|מסלולי המראה ונחיתה]] ארוכים. על כן עלה כי בשביל לייצר כנף שתקנה ביצועים מספקים בכל הטווחים הללו, היה נדרש לעצב כנפיים מורכבות שאיזנו והתפשרו על ביצועים מסוימים בשביל לאפשר המראה ונחיתה במתקנים קיימים. בשביל להתגבר על בעיה זאת הוצע פתרון של כנף בעלת משיכה משתנה, שעל ידי סיבוב הכנף על גבי ציר בשורשה יאפשר לשנות את זווית המשיכה של הכנף בזמן הטיסהה[[טיסה]] כנף כזאת תוכל להקנות ביצועים מיטביים בטווח מהירויות רחב מאוד. ה[[מסרשמיט P.1101]] שלא הספיק לטוס טרם סיום מלחמת העולם השנייה ונפילתו בידי האמריקאים כלל מנגנון שינוי זווית משיכה לפני טיסה. פתרון זה נוסה מאוחר יותר במטוס הניסוי ה-[[X-5]] שטס לראשונה בשנת [[1950]].

[[צי ארצות הברית]] היה מעוניין מאוד הכנף משיכה משתנה, שכן בתקופה זאת מטוסי הקרב גדלו במשקלם וממדיהם וביצועיהם על גבי הסיפון היו הופכים ליותר ויותר בעייתיים מבחינת מהירות המראה, גישה וקצב הנמכה. כנף משיכה משתנה הבטיחה ביצועים טובים גם במהירויות ההמראה והנחיתה הנמוכות הנדרשות לטובת פעילות על גבי [[נושאת מטוסים|נושאת המטוסים]], וגם ביצועי מהירות ותאוצה טובים בשאר משטרי הטיסה, ולשם כך יוצר מטוס ה[[גראמן XF10F יגואר]] וטס לראשונה בשנת [[1952]]. [[טיסת ניסוי|תוכנית הניסוי]] של מטוס זה הייתה רוויית בעיות, וחידושים נוספים בעיצוב של נושאות מטוסים כגון הטיית [[סיפון טיסה|סיפון הטיסה]] בזווית של תשע מעלות ושילוב מערכת [[מעוט]] אפשרו להמשיך בשימוש במטוסים בעלי כנפיים סטנדרטיות ולכן המטוס לא נכנס לשירות.

עיצוב כנפיים הוא בין הגורמים המרכזיים ב[[ביצועי כלי טיס]] באוויר. עיצובי כנף שונים מקנים ביצועים שונים בתנאי טיסה שונים. כנפיים ישרות הן היעילות ביותר בצורה מבנית ומקנים ביצועים מיטביים במהירות טיסה נמוכות כגון [[כוח עילוי|עילוי]] גבוהה, מהירות [[הזדקרות]] נמוכה וכדומה. כאשר עולים במהירות [[כנף ישרה]] מגבילה את כלי הטיס מבחינת תאוצה וגררו[[גרר (כוח)|גרר]] וגורמת לביצועים גרועים במהירויות ה[[עבר-קולי]]ות ו[[על-קולי]]ות.

התרשים מעלה מדגים נתוני יחס עילוי-גרר (L/D) יחסית למאךל[[מספר מאך|מאך]], ומשווה בנתונים אלו בין מטוס כנף ישרה אופטימלית, מטוס כנף משוכה אופטימלית ומטוס כנף משתנה. ניתן לראות שמטוס כנף משתנה מציג נתונים קרובים לאלו של כנף ישרה במהירות תת-קולית, ביצועים קרובים לאלו של כנף משוכה במהירות על-קולית, ואף מתעלה על שניהם במהירות עבר-קולית.

שינוי זווית המשיכה של הכנף מושג על ידי סיבוב הכנף סביב נקודת ציר. שינוי זווית המשיכה משנות את מיקום מרכז המסה ובמידה יותר גדולה את מיקום מרכז העילוי. שינוי מרכז העילוי יחסית למרכז המסה משנים את תכונות [[יציבות כלי טיס|היציבות של כלי הטיס]]. [[קובץ:Swing-Center-Of-Lift.svg|מרכז|714x714 פיקסלים|לא ממוסגר]]

האיור מעלה מציג את תנועת [[מרכז הכובד]] ומרכז העילוי בתלות בזווית המשיכה בשלושה סוגי מכלולי משיכת כנף. השמאלי ביותר מציג מכלול הכולל ציר בודד וקבוע במרכז כלי הטיס. התרשים המרכזי מציג כלי טיס עם ציר בודד אבל נע אחורה וקדימה בתלות בזווית המשיכה. והתרשים הימני ביותר מציג מכלול הכולל שני צירים קבועים בשורשי כנפיים.