VnReview
Hà Nội

Vì sao máy bay hỏng một động cơ vẫn bay được?

Hầu hết các máy bay nhiều động cơ có thể bay tiếp hàng giờ liền khi có một động cơ bị hỏng, tuy nhiên phi công cần điều chỉnh lại độ cao và đường bay của nó.

mb

Các bộ phim hành động thường có đầy những cảnh cháy nổ, đấm đá, những tình huống nguy hiểm đến thót tim – và đôi lúc tất cả những điều đó diễn ra trên một chiếc máy bay đang cách mặt đất đến 9 km! Dù trong các bom tấn Hollywood và các bộ phim siêu anh hùng, người ta thường miêu tả việc bay trên những con chim sắt không khác gì một cuộc phiêu lưu đầy mạo hiểm, nhưng trên thực tế có vô vàn những giao thức an toàn và các kế hoạch dự phòng được hoạch định sẵn phòng trường hợp có điều gì đó ngoài dự kiến xảy ra giữa chuyến bay – kể cả khi một động cơ bị hỏng.

Có thể ý tưởng rằng một động cơ máy bay không còn hoạt động nữa nghe thật kinh khủng, đó lại là điều phổ biến đến đáng ngạc nhiên, và có nhiều chiến thuật cũng như giải pháp để giữ mọi hành khách an toàn. Trong một số trường hợp, các hành khách thậm chí còn chẳng biết động cơ bị hỏng, chỉ phi công và phi hành đoàn biết mà thôi.

Vậy bạn có thắc mắc làm sao mà một cỗ máy khổng lồ bằng kim loại nặng hàng trăm tấn có thể vẫn lướt vô tư trong không trung khi một trong các động cơ của nó đã hỏng hay không?

Bay dưới góc nhìn vật lý

Trước hết, bạn cần biết một số kiến thức vật lý xung quanh việc bay lượn trước khi đi vào tìm hiểu chức năng của động cơ máy bay và những nguy hiểm có thể xảy ra khi một động cơ bị hỏng. Dù chúng ta thường nghĩ về một chiếc máy bay như một "khối sắt" biết bay, nhưng hai thành phần chủ chốt của nó là động cơ và cánh lại phục vụ những mục đích rất khác nhau.

Nói đơn giản nhất, không khí được hút vào một động cơ máy bay, tại đây nó sẽ được trộn lẫn với nhiên liệu và đốt cháy ở một tỷ lệ được kiểm soát. Hỗn hợp không khí/nhiên liệu này sẽ nở ra, tạo lực đẩy lên piston, làm xoay trục khuỷu và cánh quạt. Các piston bên trong mỗi xy-lanh sẽ tạo ra lực thông qua một chu kỳ gồm 4 bước: nạp, nén, nổ, và xả. Một động cơ máy bay được thiết kế để đẩy máy bay về phía trước ở một tốc độ rất nhanh, nhưng đó không phải là lý do chiếc máy bay có thể bay được. Có rất nhiều thứ có thể bay mà chẳng cần động cơ, ví dụ như tàu lượn hay máy bay giấy.

Một khi các động cơ đẩy máy bay về phía trước ở tốc độ rất nhanh, không khí cũng nhanh chóng di chuyển sang các cánh. Cánh máy bay được thiết kế có độ cong nhằm tạo lực nâng giữ máy bay trên trời. Khi cánh máy bay di chuyển xuyên qua không khí, nó sẽ làm chệch hướng không khí phía trên và phía dưới, qua đó tác động lên áp suất không khí. Phần cong phía trên của cánh sẽ làm giảm áp suất không khí phía trên nó, trong khi phần phẳng phía dưới của cánh sẽ tăng áp suất không khí bên dưới nó. Sự khác biệt trong áp suất và tốc độ di chuyển của không khí là thứ giúp máy bay bay lên cao, trong khi động cơ là thứ giúp máy bay tiến về phía trước.

Điều gì xảy ra khi một động cơ bị hỏng?

Mới nghe qua thì hỏng một động cơ có vẻ là một vấn đề kinh khủng khi đang bay cách mặt đất 9 km, nhưng điều đó không đồng nghĩa máy bay của bạn sẽ rơi. Trên thực tế, có khoảng 150 – 200 vụ tai nạn hay sự cố mỗi năm có nguyên nhân từ việc hỏng động cơ, nhưng đó chỉ là một phần rất nhỏ trong tổng số ước tính 50 triệu chuyến bay mỗi năm (cả trong nước, tư nhân, quân sự…) – tức tỉ lệ an toàn là rất cao.

Các động cơ có thể bị hỏng vì nhiều lý do khác nhau, như các vấn đề cơ khí bên trong, hỏng turbine hay cánh quạt, rò rỉ dầu, nhiên liệu bị nhiễm bẩn, hay thậm chí là một vật thẻ bên ngoài nào đó lọt vào trong động cơ, như một chú chim xấu số chẳng hạn. Dù những hư hỏng đó là khá hiếm hoi (như đã nói ở trên, tỉ lệ là 1/1.000.000), nhưng các phi công và phi hành đoàn vẫn được huấn luyện kỹ càng để xử lý tình huống một cách bình tĩnh và an toàn.

Thú vị hơn nữa là nếu một động cơ duy nhất bị hỏng, người ta vẫn chưa xem đó là một tình huống khẩn cấp nghiêm trọng, bởi đó là vấn đề có thể kiểm soát được. Trên một chiếc máy bay 4 động cơ, như Boeing 747 hay Airbus 340, hành khách thậm chí còn không được thông báo về vấn đề, bởi các động cơ khác dư sức "gánh" cho cả máy bay. Trên một chiếc máy bay 2 hoặc 3 động cơ (như Boeing 737 và Boeing 727), mất một động cơ cũng không phải là tình huống khẩn cấp, bởi một vài trong số những máy bay này có thể bay tiếp được từ 5-6 tiếng nữa mà chỉ cần một động cơ. Trong những tình huống như vậy, phi công thường chọn giải pháp là hạ cánh xuống một sân bay nào đó với đầy đủ cơ sở vật chất để khắc phục vấn đề, thay vì thực hiện hạ cánh khẩn cấp xuống đường băng đầu tiên họ tìm thấy.

Dù rằng hỏng động cơ không phải là án tử đối với các hành khách trên máy bay, phi công sẽ phải thực hiện một số điều chỉnh. Mất một động cơ đồng nghĩa sức mạnh tối đa của máy bay sẽ bị suy giảm, do đó các động cơ còn lại sẽ phải gồng mình để bù đắp. Điều này sẽ tạo nên một lực bất đối xứng, khiến máy bay chệch khỏi động cơ còn hoạt động. Nếu phi công không sử dụng bàn đạp bánh lái để điều chỉnh, máy bay có thể mất cân bằng hoặc mất kiểm soát.

Ngoài ra, sức mạnh và tốc độ suy giảm đồng nghĩa máy bay sẽ không thể duy trì độ cao trong tầng khí quyển mỏng (trên 9 km). Nếu máy bay không di chuyển đủ nhanh, không khí mỏng ở tầng khí quyển trên cao này sẽ không thể duy trì lực nâng. Phi công có thể hạ cao độ của máy bay, nhưng phải làm nhanh, xuống mức 4,5-7,6 km - độ cao mà chỉ cần một động cơ cũng có thể duy trì máy bay. Hạ cánh cũng sẽ khó khăn hơn một chút, bởi khả năng hủy hạ cánh của máy bay sẽ bị ảnh hưởng. Vì lý do đó, phi công cần cẩn thận xem xét loại sân bay và chiều dài đường băng nếu thấy cần phải thay đổi điểm đến.

mb

Cuối cùng, một vài trong số các hệ thống của máy bay hoạt động được là nhờ động cơ, do đó nếu một động cơ bị hỏng, có khả năng nó sẽ ảnh hưởng đến các hệ thống thủy lực hoặc hệ thống điện. Những loại hệ thống đó thường có giải pháp dự phòng, có nghĩa là động cơ còn lại có thể gánh vác nhiệm vụ của động cơ đã hỏng, nhưng một số hệ thống không thiết yếu có thể bị ngừng trong trường hợp hỏng động cơ.

Về phía hành khách, sẽ khá đáng sợ khi nghe rằng động cơ đã hỏng, nhưng máy bay được thiết kế để hoạt động an toàn với số động cơ ít hơn số động cơ nó thực sự được trang bị. Trong một số trường hợp, một phi công có thể cắt điện đến một hoặc nhiều động cơ để thực hiện một cú lướt không cần động cơ – nhằm tạo điều kiện cho các hệ thống động cơ khởi động lại hoặc khôi phục lại trạng thái ban đầu; bạn có thể chẳng biết điều đó vừa diễn ra, trừ việc tiếng ồn động cơ ở ngoài máy bay sẽ giảm đi.

Nếu mọi động cơ đều hỏng thì sao?

Đầu tiên, khả năng nhiều động cơ trên một máy bay hỏng cùng lúc là cực kỳ nhỏ. Hầu hết các vấn đề về động cơ đều rất hiếm xảy ra, và không phải là một vấn đề mang tính hệ thống, mà là một vấn đề ngẫu nhiên trong một động cơ duy nhất (ví dụ như rò rỉ nhiên liệu hay chim bay vào cánh quạt). Tuy nhiên, nếu mọi động cơ đều hỏng, đó chắc chắn là một tình huống khẩn cấp, nhưng cũng không phải là một tình huống không thể vượt qua.

Những lực giúp máy bay bay được cũng sẽ cho phép nó có thể lướt mà không cần cấp thêm năng lượng. Việc thiếu lực đẩy về phía trước sẽ phải được thay thế bằng cách giảm độ cao (dưới dạng năng lượng), nhưng không có nghĩa máy bay sẽ rơi như một tảng đá rơi xuống từ trên trời). Bằng cách điều chỉnh cánh và bánh lái, một chiếc máy bay thương mại có thể đạt được tỉ lệ lực nâng so với lực kéo là 10:1, có nghĩa là cứ lướt được 10 dặm (16 km), nó sẽ mất 1 dặm độ cao (1,6 km). Trong trường hợp một chuyến bay thương mại thông thường ở độ cao khoảng 5 dặm (8 km), máy bay vẫn sẽ có thể rẽ trái và phải, và giữ ổn định, nhưng sẽ không còn có thể nâng lên hay tăng độ cao nữa.

Trong tình huống ngặt nghèo nhất, phi công có thể hi vọng tìm thấy một đường băng trong phạm vi lướt, hay ít là một dải đất bằng phẳng, hay một vùng nước. Đó là tình huống mà chuyến bay 1549 của US Airways đã hạ cánh một cách thần kỳ hồi năm 2009, khi cả hai động cơ đều hỏng sau khi máy bay gặp một đàn ngỗng. Như đã nói ở trên, việc hai động cơ hỏng cùng lúc là cực kỳ hiếm, có lẽ chỉ xảy ra một lần mỗi thập kỷ, ở một nơi nào đó trên thế giới mà thôi.

Tạm kết

Bay có thể là một trải nghiệm khó chịu với nhiều người, nhưng ngay cả trong những trường hợp hiếm hoi khi động cơ ngừng hoạt động hoặc bị lỗi, những phi công được đào tạo bài bản, cùng đội ngũ phi hành đoàn chuyên nghiệp vẫn có thể xử lý tình huống khẩn cấp. Với nhiều phương án dự phòng và các giao thức an toàn được tính toán từ trước, việc điều chỉnh độ cao và điều hướng máy bay có thể được thực hiện một cách nhanh chóng, do đó có thể hành khách không đến được sân bay họ đang dự định tới, họ vẫn sẽ an toàn đáp xuống mặt đất!

Minh.T.T (theo ScienceABC)

Chủ đề khác