Vì sao máy bay thương mại không bay cao hơn để vào vũ trụ?
Khi bay càng cao, máy bay càng tiết kiệm nhiên liệu, bay nhanh hơn và êm hơn. Thế nhưng chúng không thể bay vào vũ trụ vì một số giới hạn thiết kế.
Theo ScienceABC, máy bay thương mại thường bay ổn định ở độ cao 10.700m cách mặt đất. Đây được xem là độ cao lý tưởng giúp các hãng hàng không tiết kiệm tiền, bay nhanh và an toàn hơn.
Có ba lý do chính để giải thích việc này.
Khi bay càng cao, mật độ không khí càng loãng. Điều này giúp lực cản của máy bay giảm xuống. Bên cạnh đó, không khí ép xuống thân máy bay cũng thấp hơn không khí nâng.
Đồng thời, máy bay cũng phải di chuyển nhanh hơn để có thêm lực nâng của không khí. Vì thế khi di chuyển ở độ cao lớn, máy bay sẽ tiêu thụ ít nhiên liệu và bay nhanh hơn.
Vì một số giới hạn trong thiết kế, máy bay dân dụng không thể bay ra không gian.
Một lý do nữa là sự thoải mái. Một chiếc máy bay có thể bay ở độ cao 10.700 - 42.000 m cách mặt đất. Các hiện tượng thời tiết có ảnh hưởng lớn nhất ở độ cao 0-10.700 m.
Nếu bay trên độ cao này, máy bay sẽ không phải chịu ảnh hưởng lớn của tình trạng nhiễu loạn thời tiết đó. Điều này giúp hành khách trải qua một chuyến bay nhẹ nhàng và thoải mái hơn.
Lý do cuối cùng là vì an toàn của mọi người. Trong trường hợp máy bay đang ở độ cao 11.900 m và có chuyện gì đó xảy ra với động cơ, các phi công sẽ có thêm thời gian để khắc phục sự cố và liên lạc với trung tâm điều hành trước khi hạ cánh khẩn cấp.
Hầu hết máy bay hiện đại đều có hệ thống phản ứng khi gặp sự cố rất tốt. Mọi người thường nghĩ khi hỏng động cơ, máy bay sẽ rơi tự do. Nhưng sự thật không phải như vậy. Máy bay sẽ lượn tới phía trước.
Nhiễu động không khí theo do địa hình sẽ không tác động đến máy bay nếu nó đạt được độ cao an toàn.
Với mỗi m rơi, máy bay sẽ lượn 16-17m tới phía trước. Như vậy, tính từ lúc hỏng động cơ ở độ cao 10.000m đến khi hạ cánh, máy bay có thể đi thêm 160km nữa.
Điều này cho phép phi công điều khiển máy bay tới sân bay gần nhất để hạ cánh khẩn cấp. Như vậy, bay cao hơn sẽ giúp máy bay tiết kiệm, an toàn, nhanh hơn.
Bên cạnh đó, việc bay ở độ cao 10km so với mực nước biển sẽ khiến máy bay không va phải những chú chim trên trời. Các mẫu máy bay dân dụng có thể đạt tốc độ trên 900 km/h. Việc va phải một chú chim có thể ngang với việc va phải một viên đạn bay với vận tốc 1.220 km/h.
Ngày 15/1/2009, một chiếc Airbus 320 của US Airway mang số hiệu 1549 đã phải hạ cánh tại sông Hudson sau khi va phải một chú chim khi chỉ vừa cất cánh từ sân bay LaGuardia, New York.
Máy bay 1549 của US Airway đã phải hạ cánh trên sông sau khi va phải một chú chim.
Vậy tại sao máy bay không bay cao và nhanh hơn giới hạn trên?
Càng bay lên cao, không khí càng loãng. Vì vậy, máy bay phải tăng tốc để nhận đủ lượng không khí giúp nâng cánh. Đến một thời điểm nào đó, tốc độ bay sẽ bằng vận tốc âm thanh. Điều này phá vỡ bức tường âm thanh, tạo ra sóng xung kích, phá hủy kết cấu máy bay thương mại.
Có một số máy bay được thiết kế để bay nhanh hơn vận tốc âm thanh. Tuy vậy, những loại máy bay này phục vụ mục đích khoa học, quân sự chứ không dùng để chở khách, ngoại trừ máy bay Concorde của Pháp và Tu-144 của Liên Xô. Sau một số tai nạn, hai loại máy bay này đều bị ngừng sử dụng.
Thêm nữa, nếu bay ở nơi không khí loãng, động cơ của máy bay sẽ không đủ oxy để đốt cháy. Khi mật độ không khí giảm, lực đẩy của động cơ cũng giảm.