جناح مائل

قد تتشكل موجات صدمية على بعض أجزاء الطائرة التي تتحرك بسرعة أقل من سرعة الصوت. تتسبب مناطق الضغط المنخفض المحيطة بالطائرة في تسارع التدفق، وعند السرعات فوق الصوتية، قد يتجاوز هذا التسارع الموضعي سرعة ماخ 1. يجب أن يعود التدفق فوق الصوتي الموضعي إلى ظروف التدفق الحر حول بقية الطائرة، وعندما يدخل التدفق في تدرج ضغط معاكس في الجزء الخلفي من الجناح، يظهر انقطاع على شكل موجة صدمية حيث يُجبر الهواء على التباطؤ بسرعة والعودة إلى الضغط المحيط.

عند النقطة التي تنخفض فيها الكثافة، تنخفض سرعة الصوت المحلية تبعًا لذلك، مما قد يؤدي إلى تشكل موجة صدمية. ولهذا السبب، تتشكل الموجات الصدمية في الأجنحة التقليدية أولًا بعد بلوغ نسبة السُمك إلى الوتر أقصى قيمة لها، ولذا أيضًا تتميز جميع الطائرات المصممة للتحليق في نطاق السرعات فوق الصوتية (أعلى من 0.8 ماخ) بأجنحة فوق حرجة ذات سطح علوي أكثر استواءً، مما يقلل من التغير الزاوي لتدفق الهواء على السطح العلوي. ويقل التغير الزاوي للهواء، الذي يُعد عادةً جزءًا من توليد قوة الرفع، ويُعوض هذا النقص في قوة الرفع بأسطح سفلية أكثر انحناءً مصحوبة بانحناء عكسي عند الحافة الخلفية . وينتج عن ذلك موجة صدمية أضعف بكثير باتجاه الجزء الخلفي من السطح العلوي للجناح، وبالتالي زيادة مقابلة في عدد ماخ الحرج.

تتطلب الموجات الصدمية طاقةً لتتشكل. تُسحب هذه الطاقة من الطائرة، مما يضطرها إلى توليد قوة دفع إضافية لتعويض هذا الفقد. لذا، تُعتبر الصدمات نوعًا من أنواع مقاومة الهواء . وبما أن الصدمات تتشكل عندما تصل سرعة الهواء المحلية إلى سرعات تفوق سرعة الصوت، فهناك سرعة ماخ حرجة معينة يظهر عندها التدفق الصوتي لأول مرة على الجناح. ثمّة نقطة لاحقة تُسمى رقم ماخ تباعد مقاومة الهواء، حيث يصبح تأثير مقاومة الصدمات ملحوظًا. يحدث هذا عادةً عندما تبدأ الصدمات بالتولد فوق الجناح، الذي يُعد في معظم الطائرات أكبر سطح منحني باستمرار، وبالتالي المساهم الأكبر في هذا التأثير.

يؤدي ثني الجناح إلى تقليل انحناء جسم الطائرة من منظور تدفق الهواء، وذلك بمقدار جيب تمام زاوية الثني. فعلى سبيل المثال، جناح بزاوية ثني 45 درجة سيشهد انخفاضًا في الانحناء الفعلي إلى حوالي 70% من قيمته في حالة الجناح المستقيم. وهذا بدوره يزيد من سرعة ماخ الحرجة بنسبة 30%. وعند تطبيق ذلك على مساحات واسعة من الطائرة، كالأجنحة والذيل ، يسمح للطائرة بالوصول إلى سرعات تقارب سرعة ماخ 1.

أحد العوامل المحددة في تصميم الأجنحة المائلة هو ما يُعرف بـ"تأثير المنتصف". إذا كان الجناح المائل متصلاً - أي جناح مائل بزاوية - فإن خطوط تساوي الضغط ستتحرك بزاوية متصلة من طرف إلى آخر. مع ذلك، إذا كان النصفان الأيمن والأيسر مائلين للخلف بالتساوي، كما هو شائع، فإن خطوط تساوي الضغط على الجناح الأيسر ستلتقي نظريًا بخطوط تساوي الضغط على الجناح الأيمن على خط المنتصف بزاوية كبيرة. ولأن خطوط تساوي الضغط لا يمكن أن تلتقي بهذه الطريقة، ^{[ 7 ] [ 8 ]} فإنها ستميل إلى الانحناء على كل جانب كلما اقتربت من خط المنتصف، بحيث تعبر خطوط تساوي الضغط خط المنتصف بزاوية قائمة عليه. هذا يُسبب "انحسارًا" لخطوط تساوي الضغط في منطقة جذر الجناح. ولمعالجة هذا الانحسار، اقترح عالم الديناميكا الهوائية الألماني ديتريش كوشمان، واختبر، تجويفًا موضعيًا في جسم الطائرة أعلى وأسفل جذر الجناح. وقد ثبت أن هذا غير فعال. ^{[ 9 ]} خلال تطوير طائرة دوغلاس دي سي-8 ، استُخدمت أجنحة غير مقوسة في منطقة جذر الجناح لمقاومة عدم الانحناء. ^{[ 10 ] [ 11 ]}

تقع الأجنحة المائلة في الطائرات الأسرع من الصوت عادةً داخل الموجة الصدمية المخروطية الشكل المتولدة عند مقدمة الطائرة، لذا فهي "تستشعر" تدفق الهواء دون الصوتي وتعمل كأجنحة دون صوتية. تزداد الزاوية اللازمة للوقوع خلف المخروط مع ازدياد السرعة؛ فعند سرعة ماخ 1.3 تبلغ الزاوية حوالي 45 درجة، وعند سرعة ماخ 2.0 تبلغ 60 درجة. ^{[ 12 ]} وتكون زاوية مخروط ماخ المتشكل من جسم الطائرة حوالي sin  μ = 1/M (حيث μ هي زاوية ميل مخروط ماخ). ^{[ 13 ]}

عندما يتحرك جناح مائل بسرعة عالية، لا يملك تدفق الهواء وقتًا كافيًا للتفاعل، فيتدفق فوق الجناح بشكل شبه مستقيم من الأمام إلى الخلف. أما عند السرعات المنخفضة، فيملك الهواء وقتًا كافيًا للتفاعل، فيُدفع باتجاه الجناح بواسطة الحافة الأمامية المائلة، نحو طرف الجناح . عند جذر الجناح، بالقرب من جسم الطائرة، يكون لهذا تأثير ضئيل، ولكن كلما اتجهنا نحو طرف الجناح، يُدفع تدفق الهواء باتجاه الجناح ليس فقط بواسطة الحافة الأمامية، بل أيضًا بواسطة الهواء المتحرك باتجاه الجناح بجانبها. عند الطرف، يتحرك تدفق الهواء على طول الجناح بدلًا من فوقه، وهي مشكلة تُعرف بالتدفق باتجاه الجناح .

تتولد قوة الرفع من الجناح بفعل تدفق الهواء فوقه من الأمام إلى الخلف. مع ازدياد التدفق العرضي، تطول المسافة التي تقطعها الطبقات الحدية على سطح الجناح، فتصبح أكثر سمكًا وأكثر عرضة للتحول إلى اضطراب أو انفصال في التدفق. كما تقل نسبة العرض إلى الطول الفعالة للجناح، مما يؤدي إلى تسرب الهواء حول أطرافه، وبالتالي تقليل فعاليته. ينتج عن التدفق العرضي على الأجنحة المائلة تدفق هواء يُحرك نقطة الركود على الحافة الأمامية لأي جزء من الجناح إلى أسفل الحافة الأمامية، مما يزيد من زاوية الهجوم الفعالة لأجزاء الجناح بالنسبة للجزء الأمامي المجاور لها. والنتيجة هي أن أجزاء الجناح الأبعد نحو الخلف تعمل بزوايا هجوم أعلى، مما يُعزز توقفها المبكر. يُعزز هذا توقف الأطراف في الأجنحة المائلة للخلف، حيث تكون الأطراف في أقصى الخلف، بينما يُؤخر توقف الأطراف في الأجنحة المائلة للأمام، حيث تكون الأطراف في الأمام. في كلتا الحالتين، سواء كانت الأجنحة مائلة للأمام أو للخلف، سيتوقف الجزء الخلفي من الجناح أولًا، مما يُولد عزمًا صاعدًا على مقدمة الطائرة. إذا لم يُصحّح الطيار الوضع، سترتفع مقدمة الطائرة، مما يؤدي إلى توقف جزء أكبر من الجناح وارتفاعها بشكل متباعد. عُرفت هذه الحالة غير المستقرة الخارجة عن السيطرة باسم " رقصة سابر" نسبةً إلى عدد طائرات نورث أمريكان إف-100 سوبر سابر التي تحطمت أثناء الهبوط نتيجةً لذلك. ^{[ 14 ] [ 15 ]}

تم تقليل ميل مقدمة الطائرة إلى مستوى مقبول بطرق مختلفة، منها إضافة زعنفة تُعرف باسم حاجز الجناح على السطح العلوي للجناح لإعادة توجيه تدفق الهواء في اتجاهه الانسيابي. وكانت طائرة ميغ-15 مثالًا على طائرة مزودة بحواجز جناح. ^{[ 16 ]} ومن التصاميم الأخرى ذات الصلة إضافة شق مسنن إلى الحافة الأمامية، كما في طائرة أفرو آرو الاعتراضية. ^{[ 17 ]} واتخذت تصاميم أخرى نهجًا أكثر جذرية، منها جناح طائرة ريبابليك إكس إف-91 ثاندرسيبتور الذي ازداد عرضه باتجاه الطرف لتوفير قوة رفع أكبر. وزُودت طائرة هاندلي بيج فيكتور بجناح هلالي الشكل ، بثلاث زوايا انحناء: حوالي 48 درجة قرب جذر الجناح حيث يكون الجناح أكثر سمكًا، وطول انتقال 38 درجة، و27 درجة لبقية الجناح حتى الطرف. ^{[ 18 ] [ 19 ]}

لم تعد الحلول الحديثة لهذه المشكلة تتطلب تصاميم "مخصصة" كهذه. فقد أدى إضافة شرائح الحافة الأمامية والقلابات المركبة الكبيرة إلى الأجنحة إلى حل المشكلة إلى حد كبير. ^{[ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]} وفي تصاميم الطائرات المقاتلة، تُسهم إضافة امتدادات الحافة الأمامية ، والتي تُضاف عادةً لتحقيق مستوى عالٍ من القدرة على المناورة، في زيادة قوة الرفع أثناء الهبوط والحد من المشكلة. ^{[ 23 ] [ 24 ]}

إلى جانب ميل مقدمة الجناح للأعلى، توجد تعقيدات أخرى متأصلة في تصميم الأجنحة المائلة. فبالنسبة لأي طول محدد للجناح، يكون امتداده الفعلي من طرف إلى طرف أقصر من نفس الجناح غير المائل. ثمة ارتباط وثيق بين مقاومة الهواء عند السرعات المنخفضة ونسبة العرض إلى الطول (نسبة الامتداد إلى الوتر)، لذا فإن الجناح المائل يُظهر دائمًا مقاومة هواء أكبر عند السرعات المنخفضة. إضافةً إلى ذلك، يُطبّق الجناح عزم دوران إضافي على جسم الطائرة، وهو ما يجب أخذه في الحسبان عند حساب نقل أحمال صندوق الجناح إلى جسم الطائرة. وينتج هذا عن الجزء الأكبر من قوة رفع الجناح التي تقع خلف نقطة اتصال الجناح بجسم الطائرة.

نظرية الانحناء هي وصف هندسي في مجال الطيران لسلوك تدفق الهواء فوق جناح الطائرة عندما تصطدم حافته الأمامية بتدفق الهواء بزاوية مائلة. وقد أدى تطوير هذه النظرية إلى تصميم الجناح المنحني المستخدم في معظم الطائرات النفاثة الحديثة، حيث يتميز هذا التصميم بأداء أكثر فعالية عند السرعات فوق الصوتية وفوق الصوتية . وفي شكلها المتقدم، أدت نظرية الانحناء إلى ظهور مفهوم الجناح المائل التجريبي .

قدّم أدولف بوسمان مفهوم الجناح المائل وعرضه عام 1935 في مؤتمر فولتا الخامس في روما. ^{[ 25 ]} كانت نظرية الميلان موضوعًا للتطوير والبحث طوال ثلاثينيات وأربعينيات القرن العشرين، ولكن يُنسب الفضل في التعريف الرياضي الرائد لنظرية الميلان إلى روبرت تي. جونز من اللجنة الاستشارية الوطنية للملاحة الجوية (NACA) عام 1945. تستند نظرية الميلان إلى نظريات أخرى لرفع الجناح. تصف نظرية خط الرفع الرفع الناتج عن جناح مستقيم (جناح تكون حافته الأمامية عمودية على تدفق الهواء). تصف نظرية فايسينجر توزيع الرفع لجناح مائل، لكنها لا تشمل توزيع الضغط على طول وتر الجناح. توجد طرق أخرى تصف التوزيعات على طول الوتر، لكنها تعاني من قيود أخرى. توفر نظرية جونز للميلان تحليلًا بسيطًا وشاملًا لأداء الجناح المائل.

قدّم روبرت ت. جونز شرحًا لكيفية عمل الجناح المائل : "لنفترض أن الجناح عبارة عن أسطوانة ذات مقطع عرضي ووتر وسماكة منتظمة، موضوعة في تيار هوائي بزاوية انحراف - أي أنها مائلة للخلف. الآن، حتى لو أصبحت سرعة الهواء المحلية على السطح العلوي للجناح فوق صوتية، فلن تتشكل موجة صدمية هناك لأنها ستكون موجة صدمية مائلة - أي مائلة بنفس زاوية الجناح - أي ستكون موجة صدمية مائلة. ولا يمكن أن تتشكل مثل هذه الموجة الصدمية المائلة إلا عندما تصبح مركبة السرعة العمودية عليها فوق صوتية." ^{[ 26 ]}

لتوضيح المفهوم الأساسي لنظرية الانحناء البسيط، تخيل جناحًا مستقيمًا غير منحني ذي طول لانهائي، يتقاطع مع تدفق الهواء بزاوية قائمة. يكون توزيع ضغط الهواء الناتج مساويًا لطول وتر الجناح (المسافة من الحافة الأمامية إلى الحافة الخلفية). إذا بدأنا بتحريك الجناح جانبيًا ( على امتداده )، فإن الحركة الجانبية للجناح بالنسبة للهواء ستُضاف إلى تدفق الهواء العمودي السابق، مما ينتج عنه تدفق هواء فوق الجناح بزاوية مع الحافة الأمامية. تؤدي هذه الزاوية إلى قطع تدفق الهواء مسافة أكبر من الحافة الأمامية إلى الحافة الخلفية، وبالتالي يتوزع ضغط الهواء على مسافة أكبر (وبالتالي يقل عند أي نقطة معينة على السطح).

هذا السيناريو مطابق لتدفق الهواء الذي يتعرض له جناح مائل أثناء تحليقه. يصطدم تدفق الهواء فوق الجناح المائل به بزاوية. يمكن تحليل هذه الزاوية إلى متجهين، أحدهما عمودي على الجناح والآخر موازٍ له. لا يؤثر التدفق الموازي للجناح عليه، وبما أن المتجه العمودي أقصر (أي أبطأ) من سرعة تدفق الهواء الفعلية، فإنه بالتالي يمارس ضغطًا أقل على الجناح. بعبارة أخرى، يتعرض الجناح لتدفق هواء أبطأ - وبضغط أقل - من سرعة الطائرة الفعلية.

يُعدّ الانضغاط أحد العوامل التي يجب مراعاتها عند تصميم جناح عالي السرعة ، وهو التأثير الذي يقع على الجناح عند اقترابه من سرعة الصوت وتجاوزها . وقد جعلت الآثار السلبية الكبيرة للانضغاط منه قضيةً رئيسيةً لمهندسي الطيران. وتساعد نظرية الانحناء على تخفيف آثار الانضغاط في الطائرات التي تتجاوز سرعة الصوت والطائرات الأسرع من الصوت، وذلك بفضل انخفاض الضغط. وهذا يسمح بأن يكون رقم ماخ للطائرة أعلى من الرقم الذي يتعرض له الجناح فعليًا.

هناك جانب سلبي لنظرية الانحناء الجانبي. فالرفع الناتج عن الجناح يرتبط ارتباطًا مباشرًا بسرعة الهواء فوقه. ولأن سرعة تدفق الهواء التي يتعرض لها الجناح المنحني جانبيًا أقل من سرعة الطائرة الفعلية، يصبح هذا الأمر إشكاليًا خلال مراحل الطيران البطيء، كالإقلاع والهبوط. وقد طُرحت حلولٌ عديدة لهذه المشكلة، منها تصميم الجناح ذي زاوية الهجوم المتغيرة في طائرة فوغت إف-8 كروسيدر ، ^{[ 27 ]} والأجنحة المتأرجحة في طائرات مثل إف-14 وإف -111 وبانافيا تورنادو . ^{[ 28 ] [ 29 ]}

يُحقق تحريك الجناح للأمام تأثيرًا مشابهًا لتحريكه للخلف من حيث تقليل مقاومة الهواء، ولكنه يتميز بمزايا أخرى فيما يتعلق بالتحكم عند السرعات المنخفضة، حيث تختفي مشاكل توقف طرف الجناح. في هذه الحالة، يتدفق الهواء عند السرعات المنخفضة باتجاه جسم الطائرة، الذي يعمل كحاجز كبير للجناح. إضافةً إلى ذلك، تكون الأجنحة عادةً أكبر حجمًا عند جذورها، مما يسمح لها بتوفير قوة رفع أفضل عند السرعات المنخفضة.

مع ذلك، يُعاني هذا التصميم من مشاكل خطيرة في الاستقرار. إذ يتوقف الجزء الخلفي من الجناح عن الدوران أولًا، مما يُسبب ارتفاعًا في مقدمة الطائرة، دافعًا إياها نحو حالة التوقف، على غرار تصميم الجناح المائل للخلف. وبالتالي، فإن الأجنحة المائلة للأمام غير مستقرة، على غرار مشاكل السرعات المنخفضة التي يُعاني منها الجناح المائل التقليدي. ولكن على عكس الأجنحة المائلة للخلف، تتوقف أطراف الجناح المائل للأمام عن الدوران أخيرًا، مما يُحافظ على التحكم في الدوران.

قد تتعرض الأجنحة ذات الانحناء الأمامي لتأثيرات انثناء خطيرة مقارنةً بالأجنحة ذات الانحناء الخلفي، مما قد يُلغي ميزة التوقف عند طرف الجناح إذا لم يكن الجناح صلبًا بما فيه الكفاية. في التصاميم ذات الانحناء الخلفي، عندما تُناور الطائرة بمعامل حمل عالٍ ، يؤدي تحميل الجناح وهندسته إلى التواء الجناح بطريقة تُحدث انحرافًا للأسفل (انحناء طرف الجناح نحو الأسفل). هذا يُقلل من زاوية الهجوم عند الطرف، وبالتالي يُقلل من عزم الانحناء على الجناح، ويُقلل أيضًا من احتمالية التوقف عند الطرف. ^{[ 30 ]} مع ذلك، يُنتج التأثير نفسه على الأجنحة ذات الانحناء الأمامي تأثيرًا للداخل يزيد من زاوية الهجوم، مما يُعزز التوقف عند الطرف.

لا تُسبب الانحناءات الصغيرة مشاكل خطيرة، وقد استُخدمت في العديد من الطائرات لتحريك دعامة الجناح إلى موقع مناسب، كما هو الحال في طائرتي يونكرز Ju 287 و HFB 320 هانزا جيت . ^{[ 31 ] [ 32 ]} مع ذلك، كان من المستحيل عمومًا تحقيق انحناءات أكبر مناسبة للطائرات عالية السرعة، مثل المقاتلات، حتى ظهور أنظمة التحكم الإلكتروني بالطيران التي تستجيب بسرعة كافية لتخميد هذه الاضطرابات. كانت طائرة غرومان X-29 مشروعًا تجريبيًا لعرض التكنولوجيا، صُمم لاختبار الجناح المائل للأمام لتحسين القدرة على المناورة خلال ثمانينيات القرن الماضي. ^{[ 33 ] [ 34 ]} تُعد طائرة سوخوي Su-47 بيركوت طائرة تجريبية بارزة أخرى تُطبق هذه التقنية لتحقيق مستويات عالية من الرشاقة. ^{[ 35 ]} حتى الآن، لم يدخل أي تصميم ذو انحناء أمامي كبير حيز الإنتاج.

التزمت الطائرات الناجحة الأولى بالتصميم الأساسي للأجنحة المستطيلة المتعامدة مع جسم الطائرة. هذا التصميم غير مستقر بطبيعته؛ فإذا تغير توزيع وزن الطائرة ولو قليلاً، سيميل الجناح إلى الدوران، فتتحرك مقدمته للأعلى (مع تحرك الوزن للخلف) أو للأسفل (مع تحركه للأمام)، وهذا الدوران سيغير من قوة الرفع ويدفعها إلى الأمام. ولجعل الطائرة مستقرة، يتمثل الحل المعتاد في وضع الوزن في أحد طرفي الجناح وموازنته بقوة معاكسة للأسفل عند الطرف الآخر - وهذا ما يؤدي إلى التصميم الكلاسيكي حيث يكون المحرك في المقدمة وأسطح التحكم في نهاية ذراع طويل مع وجود الجناح في المنتصف. من المعروف منذ زمن طويل أن هذا التصميم غير فعال. فقوة أسطح التحكم للأسفل تحتاج إلى مزيد من الرفع من الجناح لموازنتها. يمكن تقليل مقدار القوة بزيادة طول الذراع، لكن هذا يؤدي إلى زيادة احتكاك السطح ووزن الذراع نفسه.

أدت هذه المشكلة إلى إجراء العديد من التجارب على تصميمات مختلفة تُغني عن الحاجة إلى قوة الضغط الهابطة. ظهر أحد هذه التصميمات الهندسية للأجنحة قبل الحرب العالمية الأولى ، مما أدى إلى ظهور تصميمات الأجنحة المائلة المبكرة. في هذا التصميم، يكون الجناح مائلاً بحيث تقع أجزاء منه أمام وخلف مركز الثقل ، مع وجود أسطح التحكم خلفه. والنتيجة هي توزيع للوزن مشابه للتصميم الكلاسيكي، ولكن قوة التحكم المعاكسة لم تعد سطحًا منفصلاً بل جزءًا من الجناح، الذي كان موجودًا على أي حال. هذا يُغني عن الحاجة إلى هيكل منفصل، مما يجعل الطائرة أقل مقاومة للهواء وتتطلب قوة رفع إجمالية أقل للحصول على نفس مستوى الأداء. ألهمت هذه التصميمات العديد من الطائرات الشراعية ذات الأجنحة الطائرة وبعض الطائرات ذات المحركات خلال فترة ما بين الحربين العالميتين. ^{[ 36 ]}

كان المصمم البريطاني جيه دبليو دان أول من حقق الاستقرار، إذ كان مهووسًا بتحقيق استقرار ذاتي أثناء الطيران. وقد استخدم بنجاح أجنحة مائلة في طائرته عديمة الذيل (والتي اعتمدت، بشكل أساسي، على تقنية الانحناء الجانبي ) كوسيلة لخلق استقرار طولي ثابت إيجابي . ^{[ 37 ]} بالنسبة للطائرات منخفضة السرعة، يمكن استخدام الأجنحة المائلة لحل مشاكل مركز الثقل ، أو لنقل عارضة الجناح إلى موقع أكثر ملاءمة، أو لتحسين الرؤية الجانبية من موقع الطيار. ^{[ 36 ]} بحلول عام 1905، كان دان قد بنى بالفعل نموذجًا لطائرة شراعية بأجنحة مائلة، تلاه نموذج دان دي.5 المزود بمحرك ، وبحلول عام 1913، كان قد صنع نماذج ناجحة مزودة بمحركات قادرة على عبور القناة الإنجليزية . تميزت طائرة دان دي.5 باستقرار ديناميكي هوائي استثنائي في ذلك الوقت، ^{[ 38 ]} وبيعت طائرة دي.8 إلى سلاح الجو الملكي البريطاني ؛ كما تم تصنيعها بموجب ترخيص من شركة ستارلينج بورغيس للبحرية الأمريكية ، من بين عملاء آخرين. ^{[ 39 ]}

توقف عمل دان مع اندلاع الحرب عام 1914، لكن بعد ذلك تبنت شركة جي تي آر هيل في إنجلترا الفكرة، وصممت سلسلة من الطائرات الشراعية والطائرات وفقًا لتوجيهات دان، ولا سيما سلسلة ويستلاند-هيل بتيروداكتيل . ^{[ 40 ]} ومع ذلك، لم تلقَ نظريات دان قبولًا يُذكر بين كبار مصممي الطائرات وشركات الطيران في ذلك الوقت. ^{[ 41 ]}

طُورت فكرة استخدام الأجنحة المائلة لتقليل مقاومة الهواء عند السرعات العالية في ألمانيا خلال ثلاثينيات القرن العشرين. وفي اجتماع مؤتمر فولتا عام ١٩٣٥ في إيطاليا، اقترح أدولف بوسمان استخدام الأجنحة المائلة للطيران الأسرع من الصوت . وأشار إلى أن سرعة الهواء فوق الجناح تتأثر بشكل أساسي بالمركبة العمودية لتدفق الهواء، وليس بسرعة التيار الحر، وبالتالي، فإن ضبط الجناح بزاوية معينة يزيد من السرعة الأمامية التي تتشكل عندها الموجات الصدمية (وقد لاحظ ماكس مونك الأمر نفسه عام ١٩٢٤، وإن لم يكن في سياق الطيران عالي السرعة). ^{[ ٤٢ ]} واقترح ألبرت بيتز على الفور أن التأثير نفسه سيكون مفيدًا بنفس القدر في الطيران الانتقالي. ^{[ ٤٣ ]} وبعد العرض، قام أرتورو كروكو ، مضيف الاجتماع، برسم "طائرة بوسمان المستقبلية" على ظهر قائمة الطعام مازحًا أثناء تناولهم العشاء. أظهر رسم كروكو تصميمًا كلاسيكيًا لطائرة مقاتلة من خمسينيات القرن العشرين، بأجنحة وذيل مائلين، على الرغم من أنه رسم أيضًا مروحة مائلة تعمل على تشغيلها. ^{[ 42 ]}

في ذلك الوقت، لم تكن هناك وسيلة لتزويد الطائرات بهذه السرعات، وحتى أسرع الطائرات في تلك الحقبة لم تكن تتجاوز سرعتها 400 كم/ساعة (249 ميل/ساعة) . كان العرض ذا أهمية أكاديمية في معظمه، وسرعان ما طواه النسيان. حتى أن بعض الحضور البارزين، بمن فيهم ثيودور فون كارمان وإيستمان جاكوبس، لم يتذكروا العرض بعد عشر سنوات عندما أُعيد تقديمه لهم. ^{[ 44 ]}  

أجرى هوبرت لودفيج، من فرع الديناميكا الهوائية عالية السرعة في معهد أبحاث الطيران والفضاء في غوتينغن، عام 1939، أولى اختبارات نفق الرياح للتحقق من نظرية بوسمان. ^{[ 9 ]} تم اختبار جناحين، أحدهما بدون انحناء والآخر بزاوية انحناء 45 درجة، عند أرقام ماخ 0.7 و0.9 في  نفق الرياح الذي تبلغ أبعاده 11 × 13 سم. أكدت نتائج هذه الاختبارات انخفاض مقاومة الهواء الذي توفره الأجنحة ذات الانحناء عند السرعات فوق الصوتية. ^{[ 9 ]} تم إبلاغ ألبرت بيتز بنتائج الاختبارات، والذي بدوره نقلها إلى ويلي ميسرشميت في ديسمبر 1939. وتم توسيع نطاق الاختبارات في عام 1940 لتشمل أجنحة بزوايا انحناء 15 و30 و-45 درجة، وأرقام ماخ تصل إلى 1.21. ^{[ 9 ]}

مع ظهور الطائرات النفاثة في النصف الثاني من الحرب العالمية الثانية ، أصبح الجناح المائل أكثر ملاءمةً لتلبية الاحتياجات الديناميكية الهوائية على النحو الأمثل. عانت طائرتا ميسرشميت مي 262 الألمانية النفاثة وميسرشميت مي 163 الصاروخية من تأثيرات الانضغاط التي جعلت التحكم بهما صعبًا للغاية عند السرعات العالية. إضافةً إلى ذلك، أدخلتهما هذه السرعات في نطاق مقاومة الموجة ، وأي شيء من شأنه تقليل هذه المقاومة سيرفع من أداء الطائرتين، لا سيما أوقات طيرانهما القصيرة للغاية التي تُقاس بالدقائق. نتج عن ذلك برنامج مكثف لإدخال تصاميم جديدة للأجنحة المائلة، لكل من المقاتلات والقاذفات . صُممت طائرة بلوهم وفوس بي 215 للاستفادة القصوى من الخصائص الديناميكية الهوائية للجناح المائل؛ ومع ذلك، لم يُستلم طلب لثلاثة نماذج أولية إلا قبل أسابيع قليلة من نهاية الحرب، ولم يُبنَ أي منها. ^{[ 45 ]} كانت فوك -وولف تا 183 تصميمًا آخر لمقاتلة ذات أجنحة مائلة، ولكنها لم تُنتج أيضًا قبل نهاية الحرب. ^{[ 46 ]} في فترة ما بعد الحرب، طوّر كورت تانك طائرة تا 183 إلى آي إيه إي بولكي 2 ، لكن هذا المشروع لم ينجح. ^{[ 47 ]}

تم بناء طائرة اختبارية نموذجية، هي ميسرشميت مي بي.1101 ، لدراسة المفاضلات في التصميم ووضع قواعد عامة حول زاوية الانحناء الأمثل. ^{[ 48 ]} وعندما اكتمل بناؤها بنسبة 80%، استولت القوات الأمريكية على الطائرة بي.1101 وأعادتها إلى الولايات المتحدة ، حيث واصلت نسختان إضافيتان منها، مزودتان بمحركات أمريكية الصنع، البحث تحت اسم بيل إكس-5 . ^{[ 49 ]} وقد تناقضت تجربة ألمانيا خلال الحرب مع الأجنحة المنحنية وأهميتها البالغة في الطيران الأسرع من الصوت تناقضًا صارخًا مع الآراء السائدة لخبراء الحلفاء في ذلك الوقت، الذين كانوا يعتقدون باستحالة سفر المركبات المأهولة بمثل هذه السرعات. ^{[ 50 ]}

خلال فترة ما بعد الحرب مباشرة، أجرت عدة دول أبحاثًا في مجال الطائرات فائقة السرعة. في المملكة المتحدة، بدأ العمل عام 1943 على طائرة مايلز إم.52 ، وهي طائرة تجريبية فائقة السرعة مزودة بجناح مستقيم، طُوّرت بالتعاون مع شركة باور جيتس التابعة لفرانك ويتل ، والمؤسسة الملكية للطائرات (RAE) في فارنبورو ، والمختبر الفيزيائي الوطني . ^{[ 51 ]} كان من المتوقع أن تصل سرعة إم.52 إلى 1600 كم /ساعة (1000 ميل في الساعة) في الطيران الأفقي، مما كان سيؤهلها لتكون أول طائرة تتجاوز سرعة الصوت في العالم. ^{[ 51 ]} في فبراير 1946، توقف البرنامج فجأة لأسباب غير واضحة. ^{[ 52 ]} ومنذ ذلك الحين، بات من المسلّم به على نطاق واسع أن إلغاء مشروع إم.52 كان انتكاسة كبيرة في مسيرة بريطانيا في مجال تصميم الطائرات الأسرع من الصوت. ^{[ 36 ]} 

كان برنامج بيل إكس-1 الأمريكي برنامجًا آخر أكثر نجاحًا، وقد زُوّد أيضًا بجناح مستقيم. ووفقًا لدينيس بانكروفت، كبير مهندسي الديناميكا الهوائية في شركة مايلز، فقد مُنحت شركة بيل للطائرات إمكانية الوصول إلى الرسومات والأبحاث المتعلقة بطائرة إم.52. ^{[ 53 ]} في 14 أكتوبر 1947، نفّذت طائرة بيل إكس-1 أول رحلة طيران أسرع من الصوت مأهولة ، بقيادة الكابتن تشارلز "تشاك" ييغر ، بعد أن أُطلقت من حجرة قنابل طائرة بوينغ بي-29 سوبرفورتريس ، وحققت سرعة قياسية بلغت 1.06 ماخ ( 700 ميل في الساعة (1100 كم/ساعة؛ 610 عقدة) ). ^{[ 36 ]} فاجأ نبأ نجاح طائرة أسرع من الصوت ذات جناح مستقيم العديد من خبراء الطيران على جانبي المحيط الأطلسي، حيث كان يُعتقد على نحو متزايد أن تصميم الجناح المائل ليس مفيدًا فحسب، بل ضروري أيضًا لكسر حاجز الصوت. ^{[ 50 ]}  

خلال السنوات الأخيرة من الحرب العالمية الثانية، بدأ مصمم الطائرات السير جيفري دي هافيلاند بتطوير طائرة دي هافيلاند كوميت ، التي ستصبح أول طائرة ركاب نفاثة في العالم. وكان من بين الاعتبارات التصميمية المبكرة إمكانية تطبيق تصميم الجناح المائل الجديد. ^{[ 54 ]} ولذلك، طورت الشركة طائرة تجريبية لاستكشاف هذه التقنية، وهي دي هافيلاند دي إتش 108 ، في عام 1944، بقيادة مهندس المشروع جون كارفر ميدوز فروست، وبفريق مكون من 8 إلى 10 رسامين ومهندسين. تألفت دي إتش 108 بشكل أساسي من دمج الجزء الأمامي من جسم طائرة دي هافيلاند فامباير مع جناح مائل وذيل عمودي صغير؛ وكانت أول طائرة نفاثة بريطانية ذات جناح مائل، تُعرف بشكل غير رسمي باسم "السنونو". ^{[ 55 ]} حلقت لأول مرة في 15 مايو 1946، بعد ثمانية أشهر فقط من بدء المشروع. قام جيفري دي هافيلاند الابن ، نجل مصمم الطائرة وطيار الاختبار في الشركة، بقيادة أول طائرة من أصل ثلاث، ووجدها فائقة السرعة، لدرجة أنه حاول تحطيم الرقم القياسي العالمي للسرعة. وفي 12 أبريل 1948، سجلت طائرة DH108 رقماً قياسياً عالمياً في السرعة بلغ 973.65  كم/ساعة (605  ميل/ساعة)، لتصبح لاحقاً أول طائرة نفاثة تتجاوز سرعة الصوت. ^{[ 56 ]}

في نفس الفترة الزمنية تقريبًا، أطلقت وزارة الطيران برنامجًا للطائرات التجريبية لدراسة تأثيرات الأجنحة المائلة، بالإضافة إلى تصميم الجناح المثلثي . ^{[ 57 ]} علاوة على ذلك، حدد سلاح الجو الملكي البريطاني طائرتين مقاتلتين مقترحتين مزودتين بأجنحة مائلة من شركتي هوكر وسوبرمارين ، وهما هوكر هنتر وسوبرمارين سويفت على التوالي، ونجح في الضغط من أجل إصدار أوامر بتصنيعهما في عام 1950. ^{[ 58 ]} في 7 سبتمبر 1953، حطمت طائرة هنتر مارك 3 الوحيدة (النموذج الأولي المعدل، WB 188 ) التي قادها نيفيل ديوك الرقم القياسي العالمي لسرعة الطائرات النفاثة، حيث بلغت سرعتها 727.63  ميلًا في الساعة (1171.01  كيلومترًا في الساعة) فوق ليتلهامبتون ، غرب ساسكس . ^{[ 59 ]} استمر هذا الرقم القياسي العالمي لأقل من ثلاثة أسابيع قبل أن يُحطم في 25 سبتمبر 1953 على يد منافس طائرة هنتر المبكر، طائرة سوبرمارين سويفت، التي كان يقودها مايكل ليثجو. ^{[ 60 ]}

في فبراير 1945، بدأ المهندس روبرت تي. جونز، من اللجنة الاستشارية الوطنية للملاحة الجوية (NACA)، بدراسة الأجنحة المثلثية ذات الانحناء العالي والأجنحة على شكل حرف V، واكتشف التأثيرات نفسها التي توصل إليها بوسمان. أنهى جونز تقريرًا مفصلًا عن هذا المفهوم في أبريل، لكنه وجد عمله موضع انتقادات لاذعة من أعضاء آخرين في اللجنة الاستشارية الوطنية للملاحة الجوية في لانغلي ، ولا سيما ثيودور ثيودورسن، الذي وصفه بأنه "خرافات" وطالب بـ"معادلات رياضية حقيقية". ^{[ 42 ]} مع ذلك، كان جونز قد خصص بالفعل بعض الوقت لإجراء تجارب طيران حر على نماذج الطيران الحر تحت إشراف روبرت جيلروث ، الذي قدم تقاريره في نهاية مايو، والتي أظهرت انخفاضًا في مقاومة الهواء بمقدار أربعة أضعاف عند السرعات العالية. جُمعت كل هذه النتائج في تقرير نُشر في 21 يونيو 1945، وأُرسل إلى قطاع الصناعة بعد ثلاثة أسابيع. ^{[ 61 ]} ومن المفارقات، أنه بحلول ذلك الوقت، كان عمل بوسمان قد انتشر بالفعل.

في مايو 1945، وصلت عملية "بيبركليب" الأمريكية إلى براونشفايغ ، حيث اكتشف أفراد أمريكيون عددًا من نماذج الأجنحة المائلة وكمية هائلة من البيانات التقنية من أنفاق الرياح. كان جورج إس. شيرر ، الذي كان يعمل آنذاك في شركة بوينغ، أحد أعضاء الفريق الأمريكي. أرسل شيرر على الفور رسالة إلى بن كوهن في بوينغ، يشرح فيها أهمية مفهوم الجناح المائل. ^{[ 62 ] [ 63 ]} كما طلب من كوهن توزيع الرسالة على شركات أخرى، إلا أن بوينغ ونورث أمريكان فقط هما من استفادتا منها فورًا.

كانت شركة بوينغ بصدد تصميم طائرة B-47 ستراتوجيت ، وكان الطراز الأولي 424 بتصميم جناح مستقيم مشابه لطائرات B-45 و B-46 و B-48 التي نافستها. أشارت تحليلات مهندس بوينغ، فيك غانزر، إلى زاوية انحناء مثالية تبلغ حوالي 35 درجة. ^{[ 64 ]} وبحلول سبتمبر 1945، تم دمج بيانات براونشفايغ في التصميم، الذي ظهر مجددًا باسم الطراز 448، وهو تصميم أكبر بستة محركات وأجنحة أكثر متانة بزاوية انحناء 35 درجة. ^{[ 42 ]} وفي تعديل لاحق، نُقلت المحركات إلى حاويات مثبتة على دعامات أسفل الأجنحة نظرًا لمخاوف من أن يؤدي عطل غير محكم في أحد المحركات الداخلية إلى تدمير الطائرة إما عن طريق الحريق أو الاهتزاز. ^{[ 65 ]} وقد حظيت طائرة B-47 الناتجة بإشادة واسعة باعتبارها الأسرع في فئتها في العالم خلال أواخر الأربعينيات، ^{[ 66 ]} وتفوقت على منافسيها من الطائرات ذات الأجنحة المستقيمة. ومنذ ذلك الحين، تم اعتماد صيغة بوينغ للنقل النفاث التي تعتمد على الأجنحة المائلة والمحركات المثبتة على دعامات بشكل عالمي.

في مجال الطائرات المقاتلة، كانت شركة نورث أمريكان للطيران تعمل على تطوير طائرة مقاتلة بحرية نفاثة ذات جناح مستقيم، عُرفت آنذاك باسم FJ-1 ؛ وقُدّمت لاحقًا إلى القوات الجوية الأمريكية باسم XP-86 . ^{[ 67 ]} درس لاري غرين، الذي كان يجيد الألمانية، تقارير بوسمان وأقنع الإدارة بالسماح بإعادة تصميمها بدءًا من أغسطس 1945. ^{[ 42 ] [ 68 ] [ 69 ]} سمح أداء F-86A لها بتسجيل أول رقم قياسي عالمي رسمي من بين عدة أرقام قياسية ، حيث بلغت سرعتها 671 ميلًا في الساعة (1080 كم/ساعة) في 15 سبتمبر 1948، بقيادة الرائد ريتشارد ل. جونسون . ^{[ 70 ]} مع ظهور طائرة ميغ-15، تم التعجيل بإدخال F-86 في القتال، بينما تم تقليص استخدام الطائرات النفاثة ذات الأجنحة المستقيمة مثل لوكهيد P-80 شوتينغ ستار وريبابليك F-84 ثاندرجيت بسرعة إلى مهام الهجوم الأرضي. أُعيد تصميم بعض الطائرات، مثل إف-84 وغرومان إف-9 كوغار ، لاحقًا بأجنحة مائلة بدلًا من الأجنحة المستقيمة. ^{[ 71 ] [ 72 ]} أما الطائرات اللاحقة، مثل نورث أمريكان إف-100 سوبر سيبر ، فقد صُممت بأجنحة مائلة منذ البداية، على الرغم من أن ابتكارات إضافية مثل الحارق اللاحق، وقاعدة المساحة، وأسطح التحكم الجديدة كانت ضرورية لإتقان الطيران الأسرع من الصوت. ^{[ 73 ] [ 14 ]} 

سارع الاتحاد السوفيتي أيضًا إلى دراسة مزايا الأجنحة المائلة في الطائرات عالية السرعة، عندما انتشرت تقنيات الطيران التي استولى عليها من الحلفاء الغربيين في جميع أنحاء الرايخ الثالث المهزوم. وطلب قسم أبحاث الطيران TsAGI التابع للحكومة السوفيتية من أرتيم ميكويان تطوير طائرة تجريبية لدراسة فكرة الجناح المائل، وكانت النتيجة طائرة MiG-8 Utka ذات التصميم غير المألوف، والتي حلقت في أواخر عام 1945، حيث تم ثني أجنحتها الخلفية للخلف لهذا النوع من الأبحاث. ^{[ 74 ]} تم تطبيق الجناح المائل على طائرة MiG-15 ، وهي مقاتلة نفاثة مبكرة، حيث تفوقت سرعتها القصوى البالغة 1075 كم/ساعة (668 ميل/ساعة) على الطائرات النفاثة الأمريكية ذات الأجنحة المستقيمة والمقاتلات ذات المحركات المكبسية التي تم نشرها في البداية خلال الحرب الكورية . ^{[ 75 ]} يُعتقد أن طائرة MiG-15 كانت واحدة من أكثر الطائرات النفاثة إنتاجًا . سيتم تصنيع ما يزيد عن 13000 وحدة في نهاية المطاف. ^{[ 76 ]}  

شكلت طائرة ميغ-15، التي لم يكن بإمكانها تجاوز سرعة 0.92 ماخ بأمان، الأساس لطائرة ميغ-17 ، المصممة لتكون قابلة للتحكم عند سرعات أعلى. ^{[ 77 ]} وقد تغيرت زاوية انحناء جناحها، من 45 درجة قرب جسم الطائرة (كما في طائرة إف-100 سوبر سابر )، إلى 42 درجة في الجزء الخارجي من الجناح. ^{[ 78 ]} أما النسخة المشتقة من التصميم، والتي سُميت ميغ-19 ، فقد تميزت بجناح رقيق نسبيًا مناسب للطيران الأسرع من الصوت، وقد صُممت في معهد تساجي، المعهد المركزي السوفيتي للديناميكا الهوائية ؛ حيث كان الجناح مائلًا للخلف بزاوية 55 درجة، ويحتوي على حاجز جناح واحد على كل جانب. ^{[ 79 ]} تميزت طائرة ميغ-19 إس في، وهي نسخة متخصصة للتحليق على ارتفاعات عالية، من بين تغييرات أخرى، بجناح قابل للتعديل لتوليد قوة رفع أكبر على ارتفاعات أعلى، مما ساعد على زيادة سقف تحليق الطائرة من 17500 متر (57400 قدم) إلى 18500 متر (60700 قدم) . ^{[ 80 ] [ 81 ]}    

استفادت شركة ساب السويدية لصناعة الطائرات من أبحاث ألمانيا في مجال الأجنحة المائلة ، وذلك بمساعدة مهندسين سابقين من شركة مسرشميت كانوا قد فروا إلى سويسرا في أواخر عام 1945. ^{[ 82 ] [ 83 ]} في ذلك الوقت، أدركت ساب الحاجة إلى تحقيق تقدم في مجال الطيران، لا سيما في مجال الدفع النفاث الجديد. ^{[ 84 ]} قامت الشركة بدمج كل من المحرك النفاث والجناح المائل لإنتاج طائرة ساب 29 تونان المقاتلة؛ وفي 1 سبتمبر 1948، أجرت أول طائرة نموذجية رحلتها الأولى، بقيادة الطيار التجريبي الإنجليزي قائد السرب روبرت أ. "بوب" مور، الحائز على وسام الصليب الطائر المتميز ووسام إضافي. ^{[ 85 ]} على الرغم من أنها لم تكن معروفة على نطاق واسع خارج السويد، إلا أن طائرة تونان (وتعني حرفيًا "البرميل") كانت أول طائرة مقاتلة من أوروبا الغربية تُطرح بهذا التصميم للجناح. ^{[ 86 ] [ 87 ]} بالتوازي، طورت شركة ساب طائرة أخرى ذات جناح مائل، وهي ساب 32 لانسن ، لتكون في المقام الأول الطائرة الهجومية القياسية للسويد. ^{[ 88 ]} تميز جناحها، ذو المقطع الصفائحي بنسبة 10% وزاوية ميل 35 درجة، بحواجز مثلثة الشكل بالقرب من جذور الجناح لتحسين تدفق الهواء عند تحليق الطائرة بزاوية هجوم عالية . ^{[ 88 ] [ 89 ]} في 25 أكتوبر 1953، حققت طائرة ساب 32 لانسن سرعة ماخ لا تقل عن 1.12 أثناء غطسة ضحلة، متجاوزة حاجز الصوت . ^{[ 89 ]}

أظهرت نجاحات طائرات مثل هوكر هنتر، وبي-47، وإف-86 قيمة أبحاث الأجنحة المائلة التي تم الحصول عليها من ألمانيا. وفي نهاية المطاف، تضمنت جميع جهود التصميم المتقدمة تقريبًا للطائرات عالية السرعة جناحًا ذا حافة أمامية مائلة، إما بتصميم جناح مائل أو جناح دلتا . ولا تزال طائرة بوينغ بي-52، التي صُممت في خمسينيات القرن الماضي، في الخدمة كقاذفة ثقيلة بعيدة المدى دون سرعة الصوت. ^{[ 90 ] [ 91 ]} وبينما لم يتمكن السوفيت من مجاراة أداء طائرة بوينغ بي-52 ستراتوفورتريس النفاثة، فإن قاذفة توبوليف تو-95 التوربينية ذات المدى العابر للقارات ، والتي تبلغ سرعتها القصوى 920 كم/ساعة، وهي قريبة من سرعة الطائرات النفاثة، تجمع بين الأجنحة المائلة والدفع بالمروحة، ولا تزال في الخدمة حتى اليوم، كونها أسرع طائرة إنتاجية تعمل بالمروحة. ^{[ 92 ]} في بريطانيا، دخلت قاذفتان من طراز فيكرز فاليانت (1955) ^{[ 93 ]} وهاندلي بيج فيكتور (1958) الخدمة. ^{[ 94 ]} 

بحلول أوائل الخمسينيات، كان لكل طائرة مقاتلة جديدة تقريبًا جناح مائل. وبحلول الستينيات، اعتمدت معظم الطائرات النفاثة المدنية أيضًا أجنحة مائلة. استخدمت معظم التصاميم المبكرة للطائرات الأسرع من الصوت، مثل ميغ-19 وإف-100، أجنحة طويلة مائلة بشدة. وصلت الأجنحة المائلة إلى سرعة ماخ 2 في طائرتي بي إيه سي لايتنينغ وريبابليك إف-105 ثاندرتشيف ، المصممتين للعمل على ارتفاعات منخفضة وبسرعات عالية جدًا، بشكل أساسي للضربات النووية، ولكن مع قدرة ثانوية على القتال الجوي. ^{[ 95 ]} بحلول أواخر الستينيات، استخدمت القوات الجوية المتأثرة بالولايات المتحدة طائرة ماكدونيل إف-4 فانتوم 2 بأعداد كبيرة. استُخدمت أجنحة ذات هندسة متغيرة في الطائرات الأمريكية إف-111 وغرومان إف-14 تومكات والسوفيتية ميكويان ميغ-27 ، على الرغم من التخلي عن هذه الفكرة لصالح تصميم الطائرات الأمريكية الأسرع من الصوت. بعد سبعينيات القرن الماضي، استخدمت معظم المقاتلات من الجيل الجديد المصممة للمناورة في القتال الجوي منذ طائرة القوات الجوية الأمريكية إف-15 وطائرة ميكويان ميغ-29 السوفيتية أجنحة ثابتة قصيرة المدى نسبياً مع مساحة جناح كبيرة نسبياً.