Vì sao máy bay phải bay cao hơn cả đỉnh Everest?

Các máy bay thương mại thường di chuyển phần lớn quãng đường ở độ cao hơn 10.000m. Bạn có biết vì sao đây là độ cao lý tưởng dành cho máy bay chở khách?

Một trong những lý do chính là càng lên cao không khí càng loãng, giúp máy bay di chuyển dễ dàng hơn, nhanh hơn, tốn ít năng lượng và tiết kiệm được nhiều tiền hơn.

Độ cao lý tưởng cho máy bay chở khách là từ 10.000-12.800m. Nếu phi cơ bay quá cao, nồng độ oxy trong không khí quá thấp, khó đốt cháy động cơ, nhưng bay quá thấp thì sức cản không khí sẽ lớn hơn. Độ cao này có liên hệ mật thiết với trọng lượng máy bay: chiếc nặng hơn sẽ bay thấp hơn, và chiếc nhẹ hơn sẽ bay cao hơn.

Máy bay thương mại thường hoạt động ở độ cao trên 10.000m. (Ảnh: Alamy).

Cách hiệu quả nhất là tăng độ cao liên tục, thay vì bay theo đường thẳng sau khi đạt độ cao 10.000m, do sức nặng của máy bay giảm dần theo lượng nhiên liệu đã sử dụng và mật độ không khí.

Ông Peter Terry, một phi công thương mại có 30 năm kinh nghiệm, cho biết: “Mỗi máy bay có một độ cao lý tưởng (để đạt chi phí hay lượng nhiên liệu tiêu tốn thấp nhất) dựa trên trọng lượng của chúng. Máy bay Concorde bay ở độ cao lớn hơn nhiều - từ 15.200-18.200m, nơi các máy bay khác không thể đạt được”.

Theo ông Doug Morris, cơ trưởng của hãng Air Canada, nguyên tắc chung là bay càng cao càng tốt, “vì không khí loãng hơn đồng nghĩa với lực kéo giảm đi”.

Thời tiết trên đó ra sao?

Bay ở độ cao trên 10.000m so với mặt đất đồng nghĩa với việc máy bay sẽ tránh được phần lớn các loại thời tiết xấu. Hẳn bạn đã trải nghiệm tình huống nhìn thấy trời xanh từ cửa sổ máy bay, nhưng khi xuống sân bay lại thấy mưa phùn ảm đạm.

Tầng đối lưu - lớp khí quyển gần mặt đất nhất - là nơi diễn ra hầu hết hiện tượng thời tiết của Trái đất. Tầng này thường lên tới độ cao 11.000m, với mây mù, mưa to và gió mạnh thường xuất hiện dưới mức này. Máy bay thường hoạt động ở tầng bình lưu, nơi có ít nhiễu loạn không khí hơn.

Càng lên cao không khí càng lạnh. Nếu nhiệt độ ở mặt đất là 20 độ C thì nhiệt độ ở 10.000m sẽ vào khoảng -54 độ C.

Máy bay thường bay ở tầng bình lưu. (Ảnh: Miguel Claro).

Tránh “tắc đường”

Bay cao đồng thời cũng giúp máy bay thương mại tránh được các phương tiện di chuyển trên không khác, như máy bay hạng nhẹ hay trực thăng, cũng như côn trùng và chim chóc.

Máy bay hạng nhẹ không có cabin được tăng áp nên không thể bay quá độ cao 3.000m. Vượt quá giới hạn này, phi công sẽ phải đeo mặt nạ ôxy để giữ tỉnh táo.

Đề phòng trường hợp khẩn cấp

Khi có vấn đề xảy ra với một máy bay ở độ cao 10.000m, như động cơ ngừng hoạt động chẳng hạn, phi công sẽ có nhiều thời gian để xử lý sự cố hơn là nếu máy bay chỉ ở độ cao 3.000m. Máy bay vẫn có thể hạ cánh an toàn khi cả hai động cơ hỏng. Do đó việc có thời gian để chuẩn bị và thực hiện điều đó có thể cứu mạng nhiều người.

Độ cao tối thiểu là bao nhiêu?

Độ cao an toàn tối thiểu (LSALT) được các tổ chức hàng không trên thế giới, trong đó có cả Cơ quan quản lý hàng không dân dụng Anh (CAA) và Cục hàng không liên bang Mỹ, áp dụng (FAA).

Ông Richard Taylor của CAA cho biết: “Con số này được áp dụng cho máy hay hạng nhẹ hơn là máy bay chở khách. Tuy nhiên, luật quy định không được bay dưới 300m sau khi ra khỏi vùng tăng độ cao, hay 150m trên người, phương tiện và công trình. Điều này liên quan tới lý do môi trường, như tiếng ồn, hơn là lý do an toàn”.

Máy bay không được phép bay ở độ cao dưới 300 m so với vật thể cố định cao nhất trên mặt đât, và phi công phải đảm bảo đạt đủ độ cao để ra khỏi khu vực đông dân trong trường hợp động cơ gặp sự cố. Tất nhiên, điều luật này không áp dùng trong quá trình cất cánh và hạ cánh, khi máy bay ở trong đường bay được kiểm soát.

Độ cao tối đa

Không có quy định nào về độ cao tối đa cho máy bay. Tuy nhiên, động cơ sẽ hoạt động khó khăn hơn khi mức ôxy giảm, và việc liên hệ với mặt đất sẽ trở thành một thử thách.

Độ cao kỷ lục một máy bay phản lực đạt được là 37.648 m, do Alexandr Fedotov lập năm 1997 trên một chiếc MiG-25M. Độ cao kỷ lục của một chiếc máy bay giấy là 27.307 m (được thả từ bóng helium).