Mặc dù sự hiểu biết của con người về hàng không đã tiến xa hơn nhiều so với những gì anh em nhà Wright hình dung ban đầu, nhưng lỗi sợ của con người từ thời điểm đó tới tận bây giờ vẫn chưa bao giờ nguôi ngoai - lỗi sợ bị rơi từ trên trời xuống đất.
Để dễ hình dung hơn, hãy nghĩ đến việc hết xăng khi đang lái xe. Chỉ cần ô tô ở trên đất liền thì sớm muộn gì chúng cũng sẽ đến được trạm xăng.
Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu một chiếc máy bay hết nhiên liệu giữa chuyến bay? Việc rơi từ trên trời xuống có phải là điều không thể tránh khỏi?
Tiếp nhiên liệu giữa không trung thông qua các "trạm xăng bay"
Hóa ra, những bộ óc thông minh hơn trong chúng ta đã lường trước được vấn đề như vậy. Nguy cơ máy bay hết nhiên liệu trên chặng đường dài là quá thực tế. Do đó, máy bay được cung cấp nhiên liệu giữa chuyến bay bởi các máy bay lớn hơn.
Điều này thường được gọi là tiếp nhiên liệu giữa không trung. Tuy nhiên, việc tiếp nhiên liệu trên không không phải là phương pháp tiêu chuẩn và chỉ được sử dụng như một phương sách trong các hoạt động quan trọng.
Khi nào máy bay hết nhiên liệu giữa không trung?
Động cơ máy bay không nhận được nhiên liệu có thể do hai nguyên nhân. Đầu tiên là tình trạng thiếu nhiên liệu, trong đó nhiên liệu có trong máy bay nhưng không thể tiếp cận động cơ do lỗi đường truyền. Tình trạng thiếu nhiên liệu chỉ có thể được khắc phục bằng cách bảo dưỡng.
Mặt khác, cạn kiệt nhiên liệu là tình trạng hoàn toàn không còn nhiên liệu. Những lý do khiến nhiên liệu cạn kiệt có thể nhưng không giới hạn ở:
- Nhiệm vụ trên khoảng cách xa hơn
- Tính toán sai hoặc đánh giá thấp nhiên liệu cần thiết
- Mất quãng đường do dòng không khí ở độ cao thấp hơn
Tình trạng cạn kiệt nhiên liệu thường xảy ra vào cuối một hành trình nhất định và có thể được khắc phục bằng cách tiếp nhiên liệu.
Máy bay chở nhiên liệu là những trạm xăng bay có khả năng tiếp nhiên liệu cho một hoặc nhiều máy bay trong một nhiệm vụ.
Loại máy bay nào có thể được tiếp nhiên liệu trên không?
Máy bay thường được thiết kế để tiếp nhiên liệu trên mặt đất. Để được tiếp nhiên liệu giữa không trung, các cổng nhiên liệu của máy bay phải được di chuyển đến vị trí thuận tiện để có thể tiếp cận chúng bằng các ống tiếp nhiên liệu. Vì vậy, có thể tiếp nhiên liệu cho tất cả các máy bay ở giữa không trung, miễn là chúng được sửa đổi cho phù hợp.
Tuy nhiên, không giống như phương tiện giao thông đường bộ, chi phí tiếp nhiên liệu giữa không trung là một việc rất tốn kém. Khi kết hợp với các vấn đề an toàn phát sinh từ việc hai máy bay bay ở khoảng cách gần như vậy, chi phí hữu hình và vô hình có thể nhanh chóng tăng lên. Vì vậy, việc tiếp nhiên liệu trên không chỉ được giới hạn trong các hoạt động quân sự.
Những trường hợp ngoại lệ đáng chú ý đối với quy tắc này là các máy bay có tầm quan trọng chiến lược, chẳng hạn như tàu sân bay dành cho tổng thống. Hầu hết các máy bay chở tổng thống đều là máy bay thương mại, được sửa đổi để có thể tiếp nhiên liệu trên không do tầm quan trọng mang tính quốc gia của chúng.
Air Force One, tàu bay của Tổng thống Hoa Kỳ, là một chiếc Boeing 747 đã được sửa đổi, có khả năng tiếp nhiên liệu trên không
Việc tiếp nhiên liệu giữa không trung diễn ra như thế nào?
Về mặt lý thuyết, tiếp nhiên liệu trên không là một thao tác khá đơn giản. Nhiên liệu được cung cấp bằng máy bay "chở nhiên liệu" đến máy bay "tiếp nhận" khi đang bay. Máy bay tiếp nhận phải còn một ít nhiên liệu vì nó phải duy trì chuyến bay cho đến khi được tiếp nhiên liệu.
Máy bay chở nhiên liệu bay và kết nối với máy bay tiếp nhận bằng ống cố định hoặc ống mềm, sau đó bơm nhiên liệu. Ống này cố định vào ổ cắm hoặc đầu dò trên máy bay thu. Để hỗ trợ dòng nhiên liệu, máy bay tiếp nhận bay phía sau và bên dưới máy bay chở nhiên liệu. Tốc độ tiếp nhiên liệu phụ thuộc vào hệ thống tiếp nhiên liệu và kích thước của máy bay nhận.
Một máy bay chở nhiên liệu thả một ống qua đó nhiên liệu được bơm vào máy bay nhận.
Máy bay thu nhiên liệu được trang bị các ổ chứa (được chiếu sáng màu cam – ảnh trái) hoặc đầu dò (gần buồng lái – ảnh phải) để bơm nhiên liệu vào thùng chứa của chúng
Trên khắp thế giới, các hoạt động tiếp nhiên liệu trên không được thực hiện bằng một trong hai hệ thống sau:
Hệ thống cần bay
Cần bay là một ống cứng, có thể thu vào, kéo dài từ phần đuôi của máy bay chở nhiên liệu. Nó được triển khai bởi người điều khiển cần ngồi trên máy bay chở nhiên liệu.
Khi máy bay nhận ở trong "khoảng cách tiếp nhiên liệu", cần bay sẽ được đưa vào thùng chứa, cho phép quá trình bơm nhiên liệu bắt đầu. Cần bay có lực cản cao do cấu hình không khí động học và độ cứng của nó. Do đó, nó được trang bị các cánh nhỏ giúp ổn định nó trong khi đổ nhiên liệu.
Cần bay được ổn định nhờ các bề mặt điều khiển giống như cánh nhỏ khi tiếp nhiên liệu trên không trung.
Cần bay có khả năng bơm tới 1000 gallon mỗi phút. Do đó, chúng được sử dụng tốt nhất để tiếp nhiên liệu cho các máy bay quân sự lớn với các thùng chứa dung tích lớn.
Máy bay chở nhiên liệu chỉ có một cần bay có thể phục vụ cho một máy bay cùng một lúc.
Cần bay được sử dụng để tiếp nhiên liệu cho các máy bay lớn hơn, chẳng hạn như máy bay ném bom tàng hình B2, như hình trên. Tuy nhiên, cần bay chỉ có thể tiếp nhiên liệu cho một máy bay mỗi lần.
Hệ thống ống mềm và Drogue
Một số máy bay chở nhiên liệu sử dụng ống mềm thay vì cần bay cứng. Chúng cũng có thể chở nhiên liệu ở nhiều bộ phận lưu trữ trên một chiếc máy bay. Điều này khiến chúng có khả năng tiếp nhiên liệu cho nhiều máy bay trong một nhiệm vụ. Vì các ống mềm rung lên khi được thả ra từ máy bay đang bay nên chúng phải được ổn định trước khi tiếp nhiên liệu.
Điều này đạt được bằng cách gắn một thiết bị có thể thu gọn, tạo ra lực kéo được gọi là Drogues. Drogues có thiết kế để tăng thêm lực cản cho đường ống, do đó ngăn không cho nó bị giật.
Máy bay tiếp nhận hệ thống tiếp nhiên liệu như vậy được trang bị đầu dò, là những ống cố định hoặc có thể thu vào và kéo ra từ thân máy bay. Những đường ống này cứng và được dẫn vào ống dẫn, tạo thành một kết nối để truyền nhiên liệu. Hệ thống đầu dò và Drogues có thể nạp tới 600 gallon nhiên liệu mỗi phút và do đó được ưa chuộng hơn đối với các máy bay nhỏ hơn.
Rủi ro khi tiếp nhiên liệu trên không
Ngoài mối nguy hiểm tiềm ẩn khi hai máy bay bay gần nhau , còn có một số rủi ro khác đối với việc tiếp nhiên liệu trên không. Rủi ro nội bộ bao gồm lỗi của hệ thống tiếp nhiên liệu, chẳng hạn như nhả và rút ống mềm, bơm nhiên liệu, v.v.
Rủi ro bên ngoài phát sinh từ nguy cơ tràn nhiên liệu, hư hỏng phần cứng tiếp nhiên liệu trong khi kết nối hoặc ngắt kết nối và việc căn chỉnh máy bay không đúng cách. Mất phương hướng không gian, đặc biệt đối với các chuyến bay đêm, cũng gây ra rủi ro lớn khi tiếp nhiên liệu trên không.
Vụ va chạm sắp xảy ra với máy bay chở nhiên liệu khiến máy bay tiếp nhận phải thực hiện một động tác né tránh.
Giao thức an toàn để giảm thiểu rủi ro
Việc máy bay tiếp nhiên liệu đến gần máy bay tiếp nhận là điều khó tránh khỏi. Do đó, các quy trình an toàn và cơ chế an toàn dự phòng đều được đưa ra để nâng cao nhận thức về tình huống và giảm tai nạn khi tiếp nhiên liệu.
Máy bay chở nhiên liệu sử dụng hệ thống chiếu sáng bên ngoài có thể điều chỉnh độ sáng để tránh tình trạng máy bay tiếp nhận bị mất phương hướng và chói mắt, đặc biệt là vào ban đêm. Tính năng lái tự động đặc biệt hữu ích để theo dõi tốc độ tương đối của cả hai máy bay.
Sau khi tiếp nhiên liệu, ống được cuộn lại theo cách ngăn nhiên liệu dư tràn ra thân của máy bay nhận.
Chiếu sáng thích hợp trong điều kiện ánh sáng yếu là một phần không thể thiếu trong các giao thức an toàn tiếp nhiên liệu trên không trung.