Tại sao nhiệt độ cao khiến máy bay khó cất cánh?

Theo CNN, nắng nóng đang ngày trở nên khắc nghiệt hơn, vì thế, việc máy bay khó cất cánh cũng có thể xuất hiện nhiều hơn, buộc các hãng hàng không phải hoãn hoặc hủy bay. 

"Thách thức cơ bản mà bất kỳ máy bay nào cũng phải đối mặt khi cất cánh là máy bay rất nặng và lực hấp dẫn giữ phương tiện trên mặt đất. Để vượt qua lực hấp dẫn, máy bay cần tạo ra lực nâng. Đó là dùng không khí đẩy máy bay lên. Lực nâng phụ thuộc vào vài yếu tố và một trong những yếu tố quan trọng nhất là nhiệt độ không khí. Nhiệt độ ấm lên, không khí nở ra, vì vậy số phân tử có sẵn để đẩy máy bay lên giảm đi", ông Paul Williams, Giáo sư khoa học khí quyển tại Đại học Reading (Anh) nói. 

Theo ông Williams, với mỗi mốc nhiệt độ tăng 3 độ C, lực nâng của máy bay giảm đi 1%. "Đó là lý do tại sao nhiệt độ cực hạn khiến máy bay khó cất cánh hơn. Trong một số điều kiện thực sự khắc nghiệt, máy bay không thể cất cánh", ông Williams nói thêm.

Vấn đề đặc biệt ảnh hưởng tới sân bay ở độ cao lớn, nơi không khí tự nhiên vốn loãng hơn. Với đường băng ngắn, máy bay có ít chỗ để tăng tốc hơn. Theo ông Williams, nếu máy bay cần 1.981m đường băng ở 20 độ C, quãng đường sẽ tăng lên 2.499m ở 40 độ C. 

Nhóm nghiên cứu của ông Williams đã nghiên cứu dữ liệu lịch sử từ 10 sân ở Hy Lạp, tất cả đều có đặc trưng là nhiệt độ mùa hè cao và đường băng ngắn. Họ nhận thấy nhiệt độ ấm lên 0,75 độ C mỗi thập kỷ từ những năm 1970. Họ cũng phát hiện gió ngược giảm dọc đường băng, ở mức 4,3km/h mỗi thập kỷ. Gió ngược có lợi cho hoạt động cất cánh. Một số bằng chứng cho thấy biến đổi khí hậu gây ra sự chững lại trên toàn cầu, khiến gió dường như thổi chậm lại. 

Sau đó nhóm nghiên cứu đưa dữ liệu nhiệt độ và gió ngược vào máy tính toán hiệu suất cất cánh cho nhiều loại máy bay khác nhau, bao gồm Airbus A320 - một trong những máy bay phổ biến nhất thế giới.

"Những gì chúng tôi tìm thấy là trọng lượng cất cánh tối đa giảm 127kg/năm, tương đương trọng lượng của một hành khách cùng với hàng lý. Điều này cho thấy máy bay chở được ít hơn 1 hành khách mỗi năm", ông Williams chia sẻ. 

Từ năm 1988 - 2017, trọng lượng cất cánh tối đa của máy bay Airbus A320 giảm hơn 3.628kg ở sân bay quốc gia đảo Chios (Hy Lạp), sân bay có chiều dài đường băng dưới 1.500m. Sân bay thành phố London (Anh) cũng có đường băng dưới 1.500m. Trong một đợt nắng nóng năm 2018, hơn 10 chuyến bay buộc phải trả bớt hành khách để cất cánh an toàn. Một chuyến bay khác phải bỏ lại 20 người. Năm 2017, hàng chục chuyến bay phải huỷ trong vòng vài ngày ở sân bay quốc tế Sky Harbor (Mỹ) khi nhiệt độ lên tới 48,8 độ C, vượt quá nhiệt độ hoạt động tối đa của nhiều máy bay chở khách.

Một nghiên cứu thuộc Đại học Columbia (Mỹ) dự đoán, năm 2050, một máy bay thân hẹp thông thường như Boeing 737 sẽ phải tăng mức giới hạn trọng lượng từ 50 - 200% trong các tháng mùa hè ở 4 sân bay lớn của Mỹ, bao gồm La Guardia, sân bay quốc gia Reagan, sân bay quốc tế Denver và Sky Harbor. 

"Có nhiều giải pháp để giải quyết vấn đề trên. Một trong số đó là lên lịch khởi hành cách xa thời gian nắng nóng nhất trong ngày, tập trung nhiều vào khung giờ sáng sớm và tối muộn. Điều này vốn đã được sử dụng ở các khu vực nóng bức như Trung Đông", ông Williams nói. 

Máy bay nhẹ cũng ít bị ảnh hưởng bởi vấn đề như vậy hơn, điều này có thể thúc đẩy ứng dụng vật liệu tổng hợp như sợi carbon cho khung máy bay. Trong khi đó, các nhà sản xuất như Boeing đang cung cấp các phương án điều chỉnh cho một số máy bay nếu hãng không lên kế hoạch sử dụng chúng ở những sân bay có nhiệt độ và độ cao lớn. Phương án sẽ cung cấp thêm lực đẩy và bề mặt khí động lớn hơn nhằm bù lại lực nâng giảm đi mà không ảnh hưởng tới tầm hoạt động hay sức chứa hành khách. 

Bên cạnh đó, một giải pháp hiệu quả hơn là kéo dài đường băng, dù điều này có thể không khả thi ở mọi sân bay. Trong một số trường hợp, khi không thể áp dụng bất kỳ giải pháp nào nêu trên, hành khách sẽ phải bỏ chuyến.

Theo chuyên gia Williams, việc hành khách phải bỏ chuyến do thời tiết khắc nghiệt rất hiếm gặp. Phần lớn máy bay không bao giờ đạt trọng lượng cất cánh tối đa. Trường hợp bỏ chuyến sẽ chủ yếu xảy ra ở sân bay có đường băng ngắn, độ cao lớn và trong mùa hè.