تكوين الجناح

إن شكل الجناح أو مخطط الطائرة ذات الأجنحة الثابتة (بما في ذلك الطائرات الشراعية والطائرات ذات المحركات ) هو ترتيب أسطح الرفع والأسطح ذات الصلة.

غالباً ما تُصنّف تصاميم الطائرات حسب شكل أجنحتها . على سبيل المثال، تُعدّ طائرة سوبرمارين سبيتفاير طائرة أحادية السطح تقليدية ذات جناح منخفض وشكل بيضاوي مستقيم ونسبة عرض إلى طول متوسطة وزاوية ثنائية طفيفة.

جُرِّبت العديد من الأشكال المختلفة. أحيانًا يكون التمييز بينها غير واضح، فعلى سبيل المثال، يمكن وصف أجنحة العديد من الطائرات المقاتلة الحديثة إما بأنها دلتا مركبة مقطوعة ذات حافة خلفية مائلة (للأمام أو للخلف)، أو بأنها أجنحة مائلة مدببة بشدة ذات امتدادات كبيرة لجذر الحافة الأمامية (LERX). لذلك، تم تكرار بعضها هنا تحت أكثر من عنوان. وينطبق هذا بشكل خاص على أنواع الأجنحة ذات الهندسة المتغيرة والأجنحة المدمجة (المغلقة).

معظم التكوينات الموصوفة هنا قد حلقت (ولو لفترة وجيزة جداً) على متن طائرات كاملة الحجم. كما أن بعض التصاميم النظرية جديرة بالذكر أيضاً.

ملاحظة حول المصطلحات: تمتلك معظم الطائرات ذات الأجنحة الثابتة جناحين، أحدهما أيمن والآخر أيسر، بترتيب متناظر. يُطلق على هذا الزوج من الأجنحة اسم "جناح الطائرة" أو ببساطة "طائرة". مع ذلك، في بعض الحالات، يشيع استخدام مصطلح "جناح" للإشارة إلى الطائرة ككل، كما في قولنا "للطائرة ذات الجناحين جناحين"، أو بدلاً من ذلك، يُشار إلى الطائرة ككل بـ"جناح"، كما في قولنا "للجناح في الطائرة ذات الجناحين سطحان". في الحالات التي يكون فيها المعنى واضحًا، يتبع هذا المقال الاستخدام الشائع، مع إضافة بعض الدقة عند الضرورة لتجنب أي لبس أو خطأ.

يمكن أن تحتوي الطائرات ذات الأجنحة الثابتة على أعداد مختلفة من الأجنحة:

• الطائرة أحادية السطح : طائرة ذات جناح واحد. منذ ثلاثينيات القرن العشرين، أصبحت معظم الطائرات أحادية السطح. يمكن تركيب الجناح في مواقع مختلفة بالنسبة لجسم الطائرة .
  • الجناح المنخفض : مثبت بالقرب من أو أسفل الجزء السفلي من جسم الطائرة.
  • الجناح الأوسط : مثبت تقريبًا في منتصف جسم الطائرة.
  • الجناح الكتفي : يُركّب على الجزء العلوي أو "كتف" جسم الطائرة، أسفل قمته بقليل. يُعتبر الجناح الكتفي أحيانًا نوعًا فرعيًا من الجناح العلوي. ^{[ 1 ] [ 2 ]}
  • الجناح العلوي : يُركّب على الجزء العلوي من جسم الطائرة. وعند مقارنته بالجناح الجانبي، يُطلق هذا المصطلح على الجناح المُركّب على نتوء (مثل سقف المقصورة) فوق الجزء العلوي من جسم الطائرة الرئيسي.
  • جناح المظلة : يرتفع بوضوح فوق الجزء العلوي من جسم الطائرة، وعادة ما يكون ذلك بواسطة دعامات الكابينة أو الأعمدة أو القواعد.

• 
  جناح منخفض
• 
  جناح الوسط
• 
  جناح الكتف
• 
  جناح علوي
• 
  جناح المظلة

قد تحتوي الطائرة ذات الأجنحة الثابتة على أكثر من جناح واحد، مكدسة فوق بعضها البعض:

• الطائرة ذات الجناحين : تتكون من جناحين متماثلين في الحجم، أحدهما فوق الآخر. تتميز الطائرة ذات الجناحين بخفة وزنها وقوتها مقارنةً بالطائرة ذات الجناح الواحد، وكانت الأكثر شيوعًا حتى ثلاثينيات القرن العشرين. وكانت أول طائرة من طراز رايت فلاير 1 ذات جناحين.
  • الطائرة ذات الجناحين غير المتساوية : طائرة ذات جناحين يكون أحد جناحيها (عادةً السفلي) أقصر من الآخر، كما هو الحال في طائرة كورتيس JN-4 جيني في الحرب العالمية الأولى.
  • الطائرة ذات الجناحين المتساويين : وهي نوع من الطائرات ذات الجناحين يكون فيها الجناح السفلي أصغر بكثير من الجناح العلوي، سواءً من حيث طول الجناح أو وتر الجناح أو كليهما. وقد حققت طائرة نيوبورت 17 نجاحًا ملحوظًا خلال الحرب العالمية الأولى.
  • الطائرة ذات الجناحين المقلوبين : تتميز بجناح علوي أصغر بكثير. استمر إنتاج سيارة فيات CR.1 لسنوات عديدة.
  • طائرة بوسمان ثنائية السطح : تكوين جناح فوق صوتي نظري، حيث تتداخل موجات الصدمة بين أسطح الجناح لتقليل طاقتها وسحب الموجة.

• 
  ذات السطحين
• 
  طائرة ذات جناحين غير متساويين في طول الجناح
• 
  طائرة سيسكيوبلين
• 
  طائرة سيسكيوبلين مقلوبة
• 
  طائرة بوسمان ثنائية السطح في المقطع العرضي

• الطائرة ثلاثية الأجنحة : ثلاث طائرات مكدسة فوق بعضها البعض. حظيت الطائرات ثلاثية الأجنحة، مثل فوكر Dr.I ، بشعبية لفترة وجيزة خلال الحرب العالمية الأولى نظرًا لقدرتها على المناورة، ولكن سرعان ما تم استبدالها بطائرات ثنائية الأجنحة محسّنة.
• الطائرة الرباعية : أربع طائرات مكدسة فوق بعضها البعض. تم بناء عدد قليل من طائرات أرمسترونغ ويتوورث إف كيه 10 في الحرب العالمية الأولى، لكنها لم تدخل الخدمة قط.
• متعدد الأجنحة : طائرة ذات عدة أسطح، تُستخدم أحيانًا للدلالة على أكثر من سطح واحد أو أكثر من عدد محدد. يُطلق هذا المصطلح أحيانًا على الترتيبات المتراصة بشكل متسلسل أو رأسي. حلّقت الطائرة متعددة الأجنحة التي صممها هوراشيو فريدريك فيليبس عام ١٩٠٧ بنجاح باستخدام مئتي جناح. انظر أيضًا الجناح المتراص أدناه.

• 
  ثلاثي الأجنحة
• 
  الطائرة الرباعية
• 
  متعدد المستويات

يتميز التصميم المتداخل بوضع الجناح العلوي متقدماً قليلاً عن الجناح السفلي. لطالما اعتُقد أن هذا التصميم يقلل من التداخل الناتج عن اختلاط الهواء ذي الضغط المنخفض فوق الجناح السفلي مع الهواء ذي الضغط العالي أسفل الجناح العلوي؛ إلا أن التحسن الناتج ضئيل، وتتمثل فائدته الأساسية في تسهيل الوصول إلى جسم الطائرة. وهو تصميم شائع في العديد من الطائرات ثنائية وثلاثية الأجنحة الناجحة. كما يُلاحظ التصميم المتداخل العكسي في بعض الأمثلة، مثل طائرة بيتشكرافت ستاغروينغ .

• 
  طائرة ثنائية السطح غير متداخلة
• 
  التداخل الأمامي
• 
  التداخل للخلف

• يتكون تصميم الجناح المزدوج من جناحين، أحدهما خلف الآخر: انظر إلى أسطح الذيل والأسطح الأمامية أدناه. احتوت بعض الأنواع المبكرة على مجموعات متتالية من عدة أسطح، مثل طائرة كابروني Ca.60 المائية ذات التسعة أجنحة بثلاث مجموعات من الأجنحة الثلاثية المتتالية.

• الجناح الصليبي هو مجموعة من أربعة أجنحة فردية مرتبة على شكل صليب . قد يتخذ الصليب أحد شكلين:
  • أجنحة متباعدة بالتساوي حول المقطع العرضي لجسم الطائرة، تقع في مستويين بزاوية قائمة، كما هو الحال في الصاروخ النموذجي .
  • الأجنحة المتراصة معًا في مستوى أفقي واحد حول محور رأسي، كما هو الحال في الجناح الدوار الصليبي أو الجناح X.

• 
  سلاح جناح صليبي الشكل
• 
  جناح دوار على شكل صليب أو جناح دوار على شكل X

لكي يدعم الجناح نفسه، يجب أن يكون صلباً وقوياً، وبالتالي قد يكون ثقيلاً. بإضافة دعامات خارجية، يمكن تقليل الوزن بشكل كبير. في الأصل، كانت هذه الدعامات موجودة دائماً، لكنها تسبب مقاومة كبيرة عند السرعات العالية، ولم تُستخدم في التصاميم الأسرع منذ أوائل ثلاثينيات القرن العشرين.

الأنواع هي:

• ناتئ : ذاتي الدعم. جميع الهيكل مدفون تحت الغلاف الانسيابي، مما يعطي مظهرًا أنيقًا مع مقاومة منخفضة.
• الأجنحة المدعمة : تُدعم الأجنحة بعناصر هيكلية خارجية. جميع تصاميم الطائرات متعددة الأجنحة تقريبًا مدعمة. بعض الطائرات أحادية السطح، وخاصة التصاميم المبكرة مثل فوكر إينديكر ، مدعمة أيضًا لتوفير الوزن. الأجنحة المدعمة نوعان:
  • مدعومة بدعامات : تساعد دعامة واحدة أو أكثر من الدعامات الصلبة على دعم الجناح، كما هو الحال في طائرة فوكر دي.7 . قد تعمل الدعامة بالضغط أو الشد في نقاط مختلفة من نظام الطيران.
  • الدعامات السلكية : تُستخدم بمفردها (كما في طائرة بوينغ P-26 بيشوتير ) أو، في أغلب الأحيان، بالإضافة إلى الدعامات، حيث تساعد أسلاك الشد أيضًا في دعم الجناح. وعلى عكس الدعامة، لا يمكن للسلك أن يعمل إلا تحت تأثير الشد.

ناتئ

دعامة دعامة

مدعم بسلك

قد تحتوي الطائرة متعددة الأجنحة المدعمة على "حجرة" واحدة أو أكثر، وهي الحجرات التي يتم إنشاؤها بإضافة دعامات بين الأجنحة؛ ويشير عدد الحجرات إلى جانب واحد فقط من ألواح جناح الطائرة. على سبيل المثال، طائرة دي هافيلاند تايجر موث هي طائرة ثنائية الأجنحة ذات حجرة واحدة، بينما طائرة بريستول إف.2 فايتر هي طائرة ثنائية الأجنحة ذات حجرتين. ^{[ 3 ]}

طائرة ذات جناحين أحادية الحجرة

طائرة ذات جناحين

• الجناح المغلق : يتم دمج سطحي جناحين أو ربطهما هيكليًا عند أطرافهما أو بالقرب منها بطريقة ما. ^{[ 4 ]} يؤدي ذلك إلى زيادة صلابة الهيكل وتقليل الفقد الديناميكي الهوائي عند الأطراف. تشمل الأنواع المختلفة ما يلي:
  • الجناح الصندوقي : يتصل سطحاه العلوي والسفلي بزعنفة عمودية بين طرفيهما. أول طائرة شوهدت رسمياً وهي تقلع وتحلق، وهي طائرة سانتوس دومونت 14-bis ، استخدمت هذا التصميم. كما دُرست الأجنحة الصندوقية المزدوجة (انظر وصف الجناح المتصل أدناه).
  • الجناح الصندوقي الحلقي : نوع من الأجنحة الصندوقية ذات الزعانف العمودية المنحنية باستمرار، والتي تندمج بسلاسة مع أطراف الجناح. ومن الأمثلة المبكرة على ذلك طائرة بليريو 3 ، التي تميزت بجناحين حلقيين متجاورين.
  • حلقي (أسطواني) : يكون الجناح على شكل أسطوانة. كان لدى طائرة كوليوبتير جناح وجسم متحدي المركز. أقلعت وهبطت عموديًا، لكنها لم تتمكن أبدًا من الانتقال إلى الطيران الأفقي. تم اقتراح نماذج بجناح مثبت أعلى الجسم، لكنها لم تُبنَ قط. ^{[ 5 ]}
  • حلقي (مستوي) : يكون الجناح على شكل قرص به ثقب. حلّق عدد من الطائرات أحادية السطح الحلقية من طراز لي-ريتشاردز قبيل الحرب العالمية الأولى. ^{[ 6 ]}
  • الجناح المتصل : تصميم جناح مزدوج، حيث ينحني الجناح الأمامي المنخفض للخلف و/أو ينحني الجناح الخلفي المرتفع للأمام، بحيث يلتقيان عند أطرافهما أو بالقرب منها لتشكيل سطح متصل على شكل ماسة مجوفة أو مثلث. ^{[ 7 ]} تُعدّ طائرة ليجيتي ستراتوس مثالًا نادرًا على ذلك. ^{[ 8 ]}
    • الجناح المعيني : جناح متصل يتكون من أربعة أسطح مرتبة على شكل معين. طائرة إدواردز المعينية ثنائية السطح لعام 1911 كان كلا جناحيها في نفس المستوى لكنها فشلت في الطيران. ^{[ 9 ]}

جناح الصندوق

جناح صندوقي حلقي

جناح أسطواني

جناح ملتحم

جناح حلقي مسطح

جناح معيني الشكل

يمكن أيضاً وصف الأجنحة على النحو التالي:

• صلب : يتمتع بصلابة كافية للحفاظ على شكل الجناح في ظروف تدفق الهواء المتغيرة. قد يحتوي الجناح الصلب على دعامات خارجية و/أو غطاء من القماش.
• مرن :
  • قد يكون السطح مرنًا، وعادةً ما يكون غشاءً رقيقًا. يتطلب دعامات خارجية و/أو ضغطًا هوائيًا للحفاظ على شكل الجناح . تشمل الأنواع الشائعة جناح روغالو ، والبارافويل ، ومعظم الطائرات الورقية .
  • قد يتم تصميم هيكل صلب ليثني، إما لأنه مرن هوائيًا بطبيعته كما هو الحال في الجناح المتساوي الميل الهوائي ، أو لأنه يتم إدخال تغييرات في الشكل بشكل فعال.

جناح دلتا صلب

جناح روغالو المرن

مخطط الجناح هو شكل الجناح عند النظر إليه من الأعلى أو الأسفل.

انظر أيضًا إلى أنواع الهندسة المتغيرة التي تغير شكل الجناح أثناء الطيران.

نسبة العرض إلى الارتفاع

نسبة العرض إلى الطول هي المسافة بين الجناحين مقسومة على متوسط ​​طول الوتر. ^{[ 10 ]} وهي مقياس لمدى طول ونحافة الجناح عند النظر إليه من الأعلى أو الأسفل.

• نسبة عرض إلى طول منخفضة : جناح قصير وسميك. يتميز بكفاءة هيكلية عالية، ومعدل دوران فوري مرتفع، ومقاومة منخفضة للرياح فوق الصوتية. يُستخدم هذا النوع من الأجنحة عادةً في الطائرات المقاتلة، مثل لوكهيد إف-104 ستارفايتر ، وفي الطائرات فائقة السرعة مثل نورث أمريكان إكس-15 .
• نسبة عرض إلى طول معتدلة : جناح متعدد الأغراض، يستخدم على نطاق واسع للغاية، على سبيل المثال في طائرة النقل دوغلاس دي سي-3 .
• نسبة العرض إلى الطول العالية : جناح طويل ونحيف. أكثر كفاءة من الناحية الديناميكية الهوائية، حيث يتميز بمقاومة أقل عند السرعات دون الصوتية. تُستخدم هذه الأجنحة عادةً في الطائرات دون الصوتية التي تحلق على ارتفاعات عالية، مثل طائرة التجسس لوكهيد يو-2، وفي الطائرات الشراعية عالية الأداء، مثل طائرة جلاسر-ديركس دي جي-500 .

نسبة عرض إلى ارتفاع منخفضة

نسبة عرض إلى ارتفاع متوسطة

نسبة عرض إلى ارتفاع عالية

معظم التكوينات الهندسية المتغيرة تغير نسبة العرض إلى الارتفاع بطريقة ما، إما عن قصد أو كأثر جانبي.

تنوع الأوتار على طول الامتداد

يمكن تغيير وتر الجناح على طول امتداد الجناح، وذلك لأسباب هيكلية وديناميكية هوائية.

• وتر ثابت : حواف أمامية وخلفية متوازية. أبسط أنواع الأجنحة تصنيعًا، وشائعة الاستخدام في الطائرات التي تتطلب تكلفة منخفضة، كما هو الحال في طائرة بايبر جيه-3 كوب ، لكنها غير فعالة لأن الجزء الخارجي منها يُولّد قوة رفع ضئيلة، بينما يزيد من الوزن ومقاومة الهواء. تُعرف أحيانًا في أمريكا الشمالية باسم جناح هيرشي بار نظرًا لتشابه شكلها مع لوح شوكولاتة شهير. ^{[ 11 ] [ 12 ]}

• الجناح المدبب : يضيق الجناح باتجاه الطرف. وهو أكثر كفاءة من الناحية الهيكلية والديناميكية الهوائية من الجناح ذي الوتر الثابت، وأسهل في التصنيع من النوع البيضاوي.
  • شبه منحرف : جناح مدبب ذو حواف أمامية وخلفية مستقيمة: قد يكون غير مائل أو مائل. ^{[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]} يُعد الجناح المدبب المستقيم أحد أكثر أشكال الأجنحة شيوعًا، كما هو الحال في طائرة ميسرشميت بي إف 109 .
  • الجناح المدبب العكسي : يكون أعرض ما يكون قرب طرفه. غير فعال هيكليًا، مما يؤدي إلى وزن كبير. تم اختباره تجريبيًا على طائرة XF-91 ثاندرسيبتور في محاولة للتغلب على مشاكل التوقف المفاجئ للأجنحة المائلة.
  • مخروطي مركب : ينعكس شكل المخروط باتجاه الجذر. يُدعّم عادةً للحفاظ على الصلابة. يُستخدم في طائرة ويستلاند ليساندر التابعة للجيش لتعزيز الرؤية للطاقم.
• وتر ثابت مع قسم خارجي مدبب : نوع شائع يُرى على سبيل المثال في العديد من أنواع طائرات سيسنا .

وتر ثابت

مدبب (شبه منحرف)

مخروطي عكسي

مركب مدبب

وتر ثابت، خارجي مدبب

• الجناح الإهليلجي : حوافّه الأمامية والخلفية منحنية بحيث يتغير طول الوتر بشكل إهليلجي بالنسبة إلى طول الجناح. يُقال أحيانًا خطأً إنه الأكثر كفاءة (في نظرية الديناميكا الهوائية ، يصف مصطلح "إهليلجي" التوزيع الأمثل للرفع على جناح ذي طول محدد وليس شكله)، كما أنه صعب التصنيع. اشتهر استخدامه في طائرة سوبرمارين سبيتفاير .
  • شبه بيضاوي : الحافة الأمامية أو الخلفية فقط بيضاوية الشكل بينما الأخرى مستقيمة، كما هو الحال مع الحواف الخلفية البيضاوية الشكل لطائرة سيفيرسكي P-35 . ^{[ 16 ]}

بيضاوي الشكل

شبه بيضاوي

• جناح الطائر : شكل منحني يشبه جناح الطائر الممدود. كان شائعًا خلال السنوات الرائدة، وحقق بعض النجاح في إتريش تاوب حيث استُلهم شكله من بذور الزانونيا ( Alsomitra macrocarpa ).
• جناح الخفاش : شكل ذو أضلاع شعاعية. وقد كانت طائرة وايتهيد رقم 21 لعام 1901 موضوع ادعاءات بأنها أول طائرة يتم التحكم فيها بمحرك.
• دائري : شكل دائري تقريبًا. استخدمت طائرة فوغت V-173 مراوح كبيرة بالقرب من الأطراف، مما ساعد على مقاومة الدوامات القوية في أطراف الأجنحة، وكان بها سطح ذيل خارجي لتحقيق الاستقرار.
  • الصحن الطائر : جناح طائر دائري. غير مستقر بطبيعته، كما أثبتت طائرة أفرو كندا أفروكار .
  • جناح القرص : نوع يدور فيه القرص بأكمله. ^{[ 17 ]} شائع في الألعاب مثل الفريسبي .
  • جناح حلقي مسطح : يحتوي على ثقب في الدائرة، مما يشكل جناحًا مغلقًا (انظر أعلاه). حلقت طائرات لي-ريتشاردز أحادية السطح الحلقية قبل الحرب العالمية الأولى بفترة وجيزة. ^{[ 18 ]}

مثل العصافير

يشبه الخفاش

دائري

الصحن الطائر

حلقة مسطحة

• دلتا : شكل مثلثي ذو حافة أمامية منحنية وحافة خلفية مستقيمة. يوفر مزايا الجناح المنحني، مع كفاءة هيكلية جيدة ومساحة أمامية صغيرة. من عيوبه انخفاض حمولة الجناح وارتفاع مساحة التلامس مع الماء اللازمة لتحقيق الاستقرار الديناميكي الهوائي. من أنواعه:
  • دلتا بدون ذيل : تصميم كلاسيكي عالي السرعة، يستخدم على سبيل المثال في سلسلة داسو ميراج 3 .
  • ذيل دلتا : يضيف سطح ذيل تقليدي لتحسين التحكم. يُستخدم في طائرة ميكويان-غوريفيتش ميغ-21 .
  • دلتا مقصوصة : أطراف الأجنحة مقطوعة. يساعد هذا على تجنب مقاومة الهواء عند زوايا الهجوم العالية. كانت طائرة فيري دلتا 1 مزودة بذيل أيضًا. في أقصى حالاته، يندمج مع شكل "الجناح المدبب المائل".
  • دلتا مركبة أو دلتا مزدوجة : يتميز القسم الداخلي بانحناء حاد (عادةً) للحافة الأمامية كما هو الحال في طائرة ساب دراكن . يُحسّن هذا من قوة الرفع عند زوايا الهجوم العالية ويؤخر أو يمنع التوقف المفاجئ. في المقابل، تتميز طائرة ساب فيجن بقسم داخلي ذي انحناء أقل لتجنب التداخل مع سطحها الأمامي (الكانارد).
  • دلتا أوجيفال : منحنى مزدوج متداخل بسلاسة يشبه كأس النبيذ، يحيط بالحواف الأمامية وطرف دلتا مركبة مقطوعة. يظهر هذا الشكل بدون ذيل على طائرة الكونكورد الأسرع من الصوت.

دلتا بلا ذيل

دلتا ذيلية

دلتا مقصوصة

دلتا المركب

دلتا أوجيفال

مسح

قد تُطوى الأجنحة للخلف، أو أحيانًا للأمام، لأسبابٍ عديدة. يُستخدم انحناءٌ طفيفٌ أحيانًا لضبط مركز الرفع عندما يتعذر تثبيت الجناح في الوضع الأمثل لسببٍ ما، كصعوبة رؤية الطيار من قمرة القيادة. ترد استخداماتٌ أخرى أدناه.

• الجناح المستقيم : يمتد بزاوية قائمة على خط الطيران. وهو الجناح الأكثر كفاءة من الناحية الهيكلية، وقد كان شائعًا في تصميمات الطائرات منخفضة السرعة منذ الأيام الأولى لطائرة رايت فلاير .
• الجناح المائل للخلف (أو الجناح المائل): يمتد الجناح للخلف من قاعدته إلى طرفه. في النماذج الأولى عديمة الذيل، مثل طائرة دان ، سمح هذا التصميم للجزء الخارجي من الجناح بالعمل كذيلتقليدي لتوفير الاستقرار الديناميكي الهوائي. عند السرعات فوق الصوتية ، تتميز الأجنحة المائلة بمقاومة هواء أقل، ولكنها قد لا تُحسن الأداء عند أو بالقرب من حالة التوقف، وتتطلب صلابة عالية لتجنب المرونة الهوائية عند السرعات العالية. يشيع هذا النوع من الأجنحة في الطائرات التي تعمل بسرعات دون صوتية عالية، وفي التصاميم المبكرة للطائرات التي تعمل بسرعات فوق صوتية، مثل طائرة هوكر هنتر .
• الجناح المائل للأمام : يميل الجناح للأمام من جذره. فوائده مشابهة للجناح المائل للخلف، كما أنه يتجنب مشاكل التوقف ويقلل من فقدان الطاقة عند أطراف الجناح، مما يسمح بتصميم جناح أصغر، ولكنه يتطلب صلابة أكبر لتجنب الرفرفة المرنة الهوائية كما في طائرة سوخوي سو-47 . استخدمت طائرة هانزا جيت إتش إف بي 320 الجناح المائل للأمام لمنع مرور عارضة الجناح عبر المقصورة. قد تستخدم الطائرات الصغيرة ذات الجناح الجانبي الجناح المائل للأمام للحفاظ على مركز ثقل صحيح .

تُغيّر بعض أنواع الهندسة المتغيرة زاوية انحناء الجناح أثناء الطيران:

• الجناح المتحرك : يُسمى أيضاً "الجناح ذو الانحناء المتغير". يتغير انحناء الجناحين الأيمن والأيسر معاً، وعادةً ما يكون للخلف. يُشاهد هذا النوع من الأجنحة في بعض أنواع الطائرات العسكرية، مثل طائرة جنرال دايناميكس إف-111 آردفارك وطائرة غرومان إف-14 تومكات .
• الجناح المائل : جناح واحد كامل الامتداد يدور حول منتصفه، بحيث ينحني أحد جانبيه للخلف والآخر للأمام. تم استخدامه على متنطائرة الأبحاث ناسا AD-1 .

مستقيم

تم كنسها

اكتساح أمامي

تأرجح متغير (جناح متأرجح)

جناح مائل ذو هندسة متغيرة

تغيرات المسح على طول الامتداد

يمكن أيضًا تغيير زاوية الجناح المائل، أو تدويرها، على طول امتداده:

• الهلال : يكون الجزء الخارجي من الجناح أقل انحناءً من الجزء الداخلي، وذلك لتحقيق أفضل توازن بينتأخير الصدمة فوق الصوتية والتحكم في التدفق على امتداد الجناح . يُستخدم في طائرة هاندلي بيج فيكتور . ^{[ 19 ]}
• السهم المنحني : مطابق ديناميكيًا هوائيًا للشكل المثلث المركب، ولكن حافته الخلفية منحنية أيضًا إلى الداخل. تم اختباره تجريبيًا على طائرة جنرال دايناميكس إف-16 إكس إل .
• الجناح على شكل حرف M : ينحني الجزء الداخلي من الجناح للأمام، بينما ينحني الجزء الخارجي للخلف. يسمح هذا التصميم بانحناء الجناح بزاوية كبيرة مع تقليل التأثيرات غير المرغوب فيها للانحناء المرن الهوائي . تمت دراسته بشكل دوري، لكنه لم يُستخدم قط في الطائرات. ^{[ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]}
• الجناح W : جناح M معكوس. اقتُرح لآلة بلوهم وفوس P.188 ، لكنه دُرِسَ بشكل أقل من الجناح M، وفي النهاية لم يُستخدم قط. ^{[ 20 ] [ 22 ]}

هلال

سهم منحني

الجناح M

جناح دبليو

غير متماثل

في بعض الطائرات غير المتناظرة، لا يكون الجانب الأيسر والجانب الأيمن صورتين متطابقتين معكوسة لبعضهما البعض:

• التصميم غير المتماثل : كان لدى طائرة Blohm & Voss BV 141 هيكل منفصل وحاضنة للطاقم على كلا الجانبين لإعطاء الطاقم مجال رؤية جيد.
• الامتداد غير المتماثل : في العديد من الطائرات المقاتلة الإيطالية مثل أنسالدو إس في إيه ، كان أحد الجناحين أطول قليلاً من الآخر للمساعدة في موازنة عزم دوران المحرك.
• الجناح المائل : ينحني أحد الجناحين للأمام والآخر للخلف. كان لدى طائرة ناسا AD-1 هيكل جناح كامل الامتداد ذو انحناء متغير.

غير متماثل	مقاومة عزم الدوران بواسطة الامتداد غير المتماثل	جناح مائل ذو هندسة متغيرة

يُعدّ الجناح ذو المقطع الانسيابي الكلاسيكي غير مستقر في زاوية الميل، ويتطلب نوعًا من أسطح التثبيت الأفقية. كما أنه لا يوفر أي تحكم فعّال في زاوية الميل، مما يستلزم وجود سطح تحكم منفصل (مصعد) مثبت في مكان آخر - عادةً على المثبت الأفقي.

• تقليدي : سطح " الذيل " في الجزء الخلفي من الطائرة، يشكل جزءًا من الذيل أو الجناح الخلفي . لم يصبح هذا التصميم شائعًا إلا بعد سنوات من ظهور الأخوين رايت، حيث كانت طائرة بليريو 7 عام 1907 أول مثال ناجح.
• كانارد : سطح أمامي في مقدمة الطائرة. كان شائعًا في السنوات الأولى، ولكن منذ اندلاع الحرب العالمية الأولى لم يظهر أي نموذج إنتاجي حتى ظهور ساب فيجن في عام 1967.
• الجناح المزدوج : جناحان رئيسيان أو أكثر، أحدهما خلف الآخر. يوفر كلاهما قوة رفع كبيرة. مثال على ذلك طائرة روتان كويكي . ولتوفير الاستقرار الطولي، يجب أن تختلف الأجنحة في خصائصها الديناميكية الهوائية: عادةً ما تختلف زاوية الهجوم و/أو شكل الأجنحة المختارة بين الجناحين. قد تلتقي الأجنحة على كل جانب عند أطرافها لتشكيل جناح متصل (انظر أعلاه). ^{[ 7 ]}

• ثلاثة أسطح : ^{[ 23 ]} كل من الذيل التقليدي والأسطح المساعدة الأمامية. من الأمثلة الحديثة طائرة سوخوي سو-33 ، بينما من الأمثلة الرائدة طائرة فوازان-فارمان 1 .
• الذيل الخارجي : مُقسّم إلى قسمين، كل نصف مُثبّت على ذراع قصير خلف طرف الجناح وخارجه. يتألف من مُثبّتات أفقية خارجية، وقد يشمل أو لا يشمل مُثبّتات رأسية إضافية (زعانف) مُثبّتة على الذراع. في هذا الوضع، تتفاعل أسطح الذيل بشكل بنّاء مع دوامات طرف الجناح لتقليل السحب بشكل ملحوظ. يُستخدم هذا التصميم في مركبة الفضاء "سكيلد كومبوزيتس سبيس شيب ون" .
• بدون ذيل : لا يوجد سطح منفصل، لا في المقدمة ولا في المؤخرة. قد تُدمج أسطح الرفع والتثبيت في مستوى واحد، كما هو الحال في طائرة شورت إس بي.4 شيربا التي عملت أقسام أطراف جناحها بالكامل كجنيحات . بدلاً من ذلك، يمكن تعديل شكل الجناح لتوفير استقرار ذاتي، كما هو الحال في طائرة دان دي.5 . كما وُصفت الطائرات التي تحتوي على سطح ذيل ولكن بدون زعنفة ذيل عمودية بأنها "بدون ذيل".

الذيل التقليدي

كانارد

التانديم

ثلاثة أسطح

ذيل خارجي

أبتر

يمكن أن يساعد توجيه الأجنحة لأعلى أو لأسفل على طول الامتداد من الجذر إلى الطرف في حل مشكلات التصميم المختلفة، مثل الاستقرار والتحكم أثناء الطيران.

• الزاوية الثنائية : تكون أطرافها أعلى من قاعدتها كما هو الحال في سانتوس-دومونت 14-bis ، مما يعطي شكل "V" ضحل عند النظر إليها من الأمام. وهذا يضيف ثباتًا جانبيًا.
• الزاوية السالبة أو الزاوية الموجبة : تكون أطرافها أخفض من قاعدتها، كما في طائرة رايت فلاير الأولى ؛ وهي عكس الزاوية الموجبة. تُستخدم هذه الزاوية لتقليل الاستقرار عندما تؤدي ميزة أخرى إلى استقرار مفرط.

تتميز بعض الطائرات ذات الجناحين بدرجات متفاوتة من الانحراف الثنائي/الانعدام الانحراف على أجنحتها المختلفة. فطائرة سوبويث كاميل كانت ذات جناح علوي مسطح وجناح سفلي منحني، بينما طائرة هانريوت إتش دي-1 كانت ذات جناح علوي منحني فقط دون جناح سفلي.

الزاوية الثنائية

قبة غير متساوية

جناحين متوازيين بزاوية ثنائية السطوح على كلا الجناحين

طائرة ذات جناحين مع زاوية ثنائية السطح على الجناح السفلي

في الجناح المنحني أو متعدد الأوجه، تتغير زاوية الانحناء على امتداد الجناح. (لاحظ أن وصف "منحني" يختلف في الاستخدام. ^{[ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]} انظر أيضًا مخطط السهم المنحني .)

• جناح النورس : زاوية ثنائية حادة في قسم جذر الجناح، وقليلة أو معدومة في القسم الرئيسي، كما هو الحال في المقاتلة PZL P.11 . يُستخدم أحيانًا لتحسين الرؤية للأمام وللأعلى، ويمكن استخدامه كجناح علوي في طائرة ذات سطحين كما هو الحال في طائرة بوليكاربوف I-153 .
• جناح النورس المقلوب : زاوية سفلية سالبة في الجزء الجذري، وزاوية ثنائية السطوح في الجزء الرئيسي. وهو عكس جناح النورس. يمكن استخدامه لتقليل طول أرجل الهبوط المثبتة على الجناح مع السماح برفع جسم الطائرة، كما هو الحال في قاذفة الغطس الألمانية يونكرز يو 87 ستوكا .
• طرف منحني أو مائل : يختلف الانحناء الثنائي لطرف الجناح عن الجناح الرئيسي. قد يكون للطرف انحناء ثنائي لأعلى كما في طائرة إف-4 فانتوم 2 أو انحناء ثنائي لأسفل كما في طائرة نورثروب إكس بي-56 بلاك بوليت .

جناح النورس

جناح النورس المقلوب

أطراف الزاوية الثنائية

نصائح حول الزاوية غير المستوية

• يشتمل الجناح ذو القناة على جزء من الجناح يشكل قناة جزئية حول المروحة أو خلفها مباشرة. وقد تم استخدامه منذ عام 1942 في شكل نموذج أولي فقط، وأبرزها في طائرة كاستر ذات الجناح ذي القناة .

جناح القناة

بعض التصاميم لا تحتوي على وصلة واضحة بين الجناح وجسم الطائرة، أو بين الجناح والجسم نفسه. قد يعود ذلك إلى غياب أحدهما، أو إلى اندماجهما معاً.

• الجناح الطائر : لا تحتوي الطائرة على جسم مميز أو ذيل أفقي (على الرغم من أنه قد تكون هناك زعانف وكبسولات وبثور وما إلى ذلك) كما هو الحال في قاذفة الشبح B-2 .
• الجسم المدمج أو الجناح المدمج مع الجسم : يحدث انتقال سلس بين الجناح وجسم الطائرة، دون وجود خط فاصل حاد. يقلل هذا من مساحة التلامس مع الماء ، ويمكنه أيضًا تقليل التداخل بين تدفق الهواء فوق جذر الجناح وأي جسم مجاور، مما يقلل من مقاومة الهواء في كلتا الحالتين. تُعد طائرة التجسس لوكهيد SR-71 مثالًا على هذا النهج.
• جسم رافع : تفتقر الطائرة إلى أجنحة يمكن التعرف عليها ولكنها تعتمد على جسم الطائرة (عادة عند السرعات العالية أو زوايا الهجوم العالية) لتوفير الرفع الديناميكي الهوائي كما هو الحال في X-24 .

الجناح الطائر

جسم ممزوج

رفع الجسم

قد تندرج بعض التصاميم ضمن فئات متعددة حسب التفسير، على سبيل المثال، يمكن اعتبار العديد من الطائرات بدون طيار إما كجسم جناح مدمج بدون ذيل أو كجناح طائر بوتر مركزي عميق.

تستطيع الطائرة ذات الهندسة المتغيرة تغيير شكلها المادي أثناء الطيران .

تتميز بعض أنواع المركبات ذات الهندسة المتغيرة بقدرتها على الانتقال بين تكوينات الأجنحة الثابتة والدوارة. لمزيد من المعلومات حول هذه المركبات الهجينة، انظر قسم الرفع المُعزز .

مخطط متغير

• الجناح ذو الانحناء المتغير أو الجناح المتأرجح . يتغير انحناء الجناحين الأيمن والأيسر معًا، وعادةً ما يكون للخلف. أُجريت أول عملية انحناء جناح ناجحة أثناء الطيران بواسطة طائرة بيل إكس-5 في أوائل الخمسينيات. في طائرة بيتش ستار شيب ، تتميز الأجنحة الأمامية فقط بانحناء متغير.
• الجناح المائل : جناح واحد كامل الامتداد يدور حول نقطة منتصفه، كما هو مستخدم في ناسا AD-1 ، بحيث يندفع أحد الجانبين للخلف ويندفع الجانب الآخر للأمام.
• الجناح التلسكوبي : الجزء الخارجي من الجناح يتداخل مع الجزء الداخلي من الجناح، مع اختلاف في الامتداد ونسبة العرض إلى الطول ومساحة الجناح، كما هو مستخدم في الطائرة الشراعية FS-29 TF . ^{[ 28 ]}
• جناح قابل للفصل . اقترحت دراسة WS110A جناحًا طويلًا للإقلاع والتحليق دون سرعة الصوت، والذي يمكن فصل ألواحه الخارجية عنه، تاركًا جناحًا قصير المدى للطيران فوق الصوتي. (انظر أيضًا الجناح الانزلاقي أدناه).
• الجناح الممتد أو الجناح القابل للتمدد : ينكمش جزء من الجناح داخل هيكل الطائرة الرئيسي لتقليل مقاومة الهواء والاهتزازات على ارتفاعات منخفضة أثناء الطيران بسرعات عالية، ولا يمتد إلا للإقلاع والتحليق بسرعات منخفضة والهبوط. وقد طُوِّرت طائرة جيرين فاريفول ثنائية السطح، التي حلقت عام 1936، بتمديد الحافتين الأمامية والخلفية للجناح لزيادة مساحته. ^{[ 29 ]}

تأرجح متغير (جناح متأرجح)

جناح مائل ذو هندسة متغيرة

جناح قابل للتمديد

جناح قابل للتمديد

• الجناح القابل للطي : يمتد جزء من الجناح للإقلاع والهبوط، وينطوي للتحليق بسرعات عالية. كانت الأجزاء الخارجية من جناح طائرة إكس بي-70 فالكيري تُطوى لأسفل لتعزيز قوة الرفع الانضغاطية والثبات الاتجاهي أثناء التحليق بسرعة تفوق سرعة الصوت. (تحتوي العديد من الطائرات على أجنحة قابلة للطي للتخزين على الأرض أو على متن السفينة؛ وهذه ليست أجنحة قابلة للطي بالمعنى المقصود هنا).

جناح قابل للطي

القسم المتغير

• زاوية ميل متغيرة : يمكن أن يميل سطح الجناح لأعلى أو لأسفل بالنسبة لجسم الطائرة. تم تدوير جناح طائرة فوغت إف-8 كروسيدر ، مما أدى إلى رفع الحافة الأمامية عند الإقلاع لتحسين الأداء. إذا تم تركيب مراوح دوارة تعمل بالطاقة على الجناح للسماح بالإقلاع العمودي أو أداء الإقلاع والهبوط العمودي القصير (STOVL) ، فإنه عند الزوايا القصوى يُصنف ضمن فئة الطائرات القابلة للتحويل .
• التقوس المتغير : تدور أجزاء الحافة الأمامية و/أو الخلفية للجناح بأكمله لزيادة التقوس الفعال للجناح، وأحيانًا مساحته أيضًا. وهذا يُحسّن القدرة على المناورة. وقد تم تجربة مثال مبكر على ذلك في طائرة ويستلاند N.16 عام 1917. ^{[ 30 ]}
• سُمك متغير : يمكن رفع الجزء المركزي العلوي للجناح لزيادة سُمك الجناح وتقوّسه للهبوط والإقلاع، وتقليله للسرعات العالية. وقد قام تشارلز روشفيل وآخرون بتجربة بعض الطائرات التجريبية. ^{[ 31 ] [ 32 ] [ 33 ]}
• الجناح المرن القابل للتكيف : قد يكون الجناح المرن القابل للتكيف قادراً على تغيير طوله، وانحناءه، وطول وتره، وزاوية انحنائه، والتواءه، وتقوسه، وسماكته، كما هو الحال في برنامج تكامل تكنولوجيا المقاتلات المتقدمة (AFTI) التابع لناسا،. ^{[ 34 ] [ 35 ] [ 36 ]}

جناح ذو معدل حدوث متغير

جناح ذو انحناء متغير

جناح ذو سماكة متغيرة

تعدد الأشكال

يتميز الجناح متعدد الأشكال بقدرته على تغيير عدد الأجنحة أثناء الطيران. وقد تمكنت النماذج الأولية من طائرات نيكيتين-شيفتشينكو IS "المقاتلة القابلة للطي" من التحول بين تكوينات الجناحين والجناح الواحد بعد الإقلاع عن طريق طي الجناح السفلي لأعلى داخل تجويف في الجانب السفلي من الجناح العلوي.

الجناح المنزلق هو شكل متطور من فكرة التصميم متعدد الأشكال، حيث تُزود طائرة أحادية السطح منخفضة الجناح بجناح ثانٍ قابل للفصل فوقه للمساعدة في الإقلاع. يُفصل الجناح العلوي ويُتخلص منه بمجرد أن تصبح الطائرة في الجو. وقد طُبقت هذه الفكرة لأول مرة على طائرة هيلسون ثنائية الجناح التجريبية .

جناح متعدد الأشكال

جناح انزلاقي

قد تحتوي الطائرات على أسطح ديناميكية هوائية ثانوية إضافية. بعض هذه الأسطح يُعتبر جزءًا من التكوين العام للجناح:

• الجنيح : زعنفة صغيرة عند طرف الجناح، وعادة ما تكون متجهة للأعلى. تقلل من حجم الدوامات التي ينبعثها طرف الجناح، وبالتالي تقلل من مقاومة الطرف.
• الزعنفة : سطح صغير، عادةً ما يكون طوله أكبر من عرضه، ويُثبّت على جسم الطائرة. قد توجد الزعانف في مواقع مختلفة لتحسين الديناميكية الهوائية. تُعرف امتدادات جذر الحافة الأمامية (LERX) أحيانًا باسم زعانف الجناح.
• الحافة الجانبية : شكل جانبي حاد الحواف يمتد على طول جسم الطائرة. عند استخدامها لأغراض ديناميكية هوائية، تمتد للخارج لتشكل سطحًا رافعًا، وعادةً ما تندمج مع الجناح الرئيسي. بالإضافة إلى تحسين التحكم عند السرعات المنخفضة (زاوية الهجوم العالية)، فإنها توفر قوة رفع إضافية عند السرعات فوق الصوتية العالية مع الحد الأدنى من زيادة السحب. شوهدت على طائرة لوكهيد إس آر-71 بلاك بيرد .
• الشارب : سطح كانارد صغير ذو نسبة عرض إلى طول عالية، لا يحتوي على سطح تحكم متحرك. عادةً ما يكون قابلاً للسحب للطيران بسرعات عالية. يوجه الهواء لأسفل نحو جذر الجناح لتأخير التوقف. شوهد في طائرة داسو ميلان .

يمكن إضافة ميزات ثانوية إضافية إلى سطح ديناميكي هوائي موجود مثل الجناح الرئيسي:

رافعة عالية

تحافظ أجهزة الرفع العالي على قوة الرفع عند السرعات المنخفضة وتؤخر حدوث التوقف للسماح بسرعات إقلاع وهبوط أبطأ:

• الشريحة والفتحة : شريحة الحافة الأمامية عبارة عن جناح صغير يمتد أمام الحافة الأمامية الرئيسية. تشكل الفجوة العرضية خلفها فتحة الحافة الأمامية. ينحرف الهواء المتدفق لأعلى عبر الفتحة للخلف بواسطة الشريحة ليتدفق فوق الجناح، مما يسمح للطائرة بالتحليق بسرعات جوية منخفضة دون انفصال التدفق أو التوقف. قد تكون الشريحة ثابتة أو قابلة للسحب.
• الجنيح : سطح انسيابي مفصلي، عادةً ما يكون على الحافة الخلفية، يُدار للأسفل لتوليد قوة رفع وسحب إضافية. تشمل أنواعه الجنيحات البسيطة، والمشقوقة، والمنقسمة. بعضها، مثل جنيحات فاولر ، يمتد أيضًا للخلف لزيادة مساحة الجناح. أما جنيح كروجر فهو جهاز يُركّب على الحافة الأمامية.
• الكفة : امتداد للحافة الأمامية يقوم بتعديل مقطع الجناح، وعادة ما يكون ذلك لتحسين خصائص السرعة المنخفضة.

التحكم في التدفق العرضي

في الجناح المائل، يميل الهواء إلى التدفق جانبياً وكذلك للخلف، وتقليل هذا التدفق يمكن أن يحسن كفاءة الجناح:

• حاجز الجناح : صفيحة مسطحة تمتد على طول وتر الجناح ولمسافة قصيرة عمودياً. تُستخدم للتحكم في تدفق الهواء العرضي فوق الجناح.
• الحافة الأمامية المسننة : تُحدث انقطاعًا حادًا في تدفق الهواء فوق الجناح، مما يعطل التدفق العرضي. ^{[ 37 ]}
• حافة أمامية مشقوقة : تعمل مثل سن الكلب. ^{[ 37 ]}

إنشاء الدوامة

تحافظ أجهزة الدوامات على تدفق الهواء بسرعات منخفضة وتؤخر التوقف، عن طريق إنشاء دوامة تعيد تنشيط الطبقة الحدية بالقرب من الجناح.

• مولد الدوامات : نتوء مثلث صغير على السطح الأمامي العلوي للجناح؛ عادةً ما يكون هناك عدة مولدات موزعة على طول امتداد الجناح. تُولّد مولدات الدوامات مقاومة إضافية عند جميع السرعات.
• الدوامة : صفيحة مسطحة مثبتة على الجانب السفلي للجناح بالقرب من حافته الأمامية الخارجية، وتكون موازية تقريبًا لتدفق الهواء الطبيعي. عند السرعات المنخفضة، تتسبب تأثيرات طرف الجناح في تدفق موضعي عرضي ينحرف بفعل الدوامة لتشكيل دوامة تمر لأعلى وفوق الجناح.
• امتداد جذر الحافة الأمامية (LERX) : يولد دوامة قوية فوق الجناح عند زوايا الهجوم العالية، ولكن على عكس مولدات الدوامات، يمكنه أيضًا زيادة الرفع عند هذه الزوايا العالية، مع خلق الحد الأدنى من السحب في الطيران الأفقي.

تقليل الاحتكاك

• جسم مضاد للصدمات : شكل انسيابي يشبه الكبسولة يُضاف إلى الحافة الأمامية أو الخلفية لسطح ديناميكي هوائي، لتأخير بدء توقف الصدمة وتقليل مقاومة الموجات فوق الصوتية . يُطلق عليه أحيانًا اسم جزرة كوشمان .
• أغطية من أنواع مختلفة، مثل الفقاعات والأبراج وأغطية أطراف الأجنحة، تحتوي على معدات لا يمكن وضعها داخل الجناح، وغرضها الديناميكي الهوائي الوحيد هو تقليل السحب الناتج عن المعدات.
• الحشوة ، وهي نوع من أنواع التغطية: عبارة عن حشوة منحنية صغيرة عند نقطة التقاء سطحين، مثل الجناح وجسم الطائرة، تعمل على مزجهما بسلاسة لتقليل السحب.

• جناح § ميزات التصميم
• عملية تصميم الطائرات

• الجناح العلوي، الجناح السفلي - مقال في مجلة فلايت حول مزايا وضعية الجناح