Những điều bạn chưa biết về hoạt động của máy bay?

Bạn có biết, cửa ra vào máy bay được thiết kế với cơ chế đóng mở đơn giản, gần như không có khóa phức tạp, không cần chìa khóa, cảm biến hay mật mã. Chỉ cần kéo cần gạt là có thể mở được. Điều này khiến nhiều người thắc mắc: Với hàng chục triệu chuyến bay mỗi năm, tại sao hiếm khi xảy ra trường hợp hành khách mở cửa khi máy bay đang vận hành? Dù đã có những trường hợp cố tình làm vậy, nhưng tỷ lệ thành công lại cực kỳ thấp. Bí mật nằm ở sự kết hợp giữa ý thức tự bảo vệ của hành khách và một yếu tố then chốt khác: độ cao bay của máy bay.

Nhiều người lầm tưởng máy bay thương mại bay ở độ cao hàng chục nghìn kilomet. Thực tế, nếu ở độ cao đó, thì máy bay đã vượt ra khỏi bầu khí quyển Trái Đất và tiến vào không gian vũ trụ. Độ cao bay tiêu chuẩn của máy bay thương mại thường dao động từ 30.000 đến 43.000 feet, tương đương khoảng 9 đến 13 kilomet.

Việc lựa chọn độ cao này không phải ngẫu nhiên mà dựa trên nhiều yếu tố. Một số người cho rằng bay cao là để đảm bảo an toàn, tránh va chạm với các máy bay khác, vượt qua các dãy núi cao, hoặc tránh các hiện tượng thời tiết nhiễu động như bão. Mặc dù những yếu tố này có phần đúng, nhưng chúng không phải là lý do chính yếu.

Lý do cốt lõi nhất lại liên quan đến hiệu quả kinh tế. Ở độ cao khoảng 10 kilomet, mật độ không khí chỉ bằng khoảng một phần ba so với mặt đất. Điều này cho phép máy bay bay nhanh hơn đáng kể (khoảng 73%) với cùng một lực đẩy, tiết kiệm đáng kể thời gian và nhiên liệu. Mặc dù việc leo lên độ cao này tiêu tốn một lượng nhiên liệu đáng kể (khoảng 80kg/phút so với 40kg/phút khi bay ngang và 10kg/phút khi hạ cánh), nhưng lợi ích kinh tế về lâu dài lại lớn hơn nhiều so với chi phí ban đầu. Thêm vào đó, động cơ phản lực hoạt động hiệu quả hơn ở nhiệt độ thấp của tầng bình lưu (khoảng -50 độ C) so với nhiệt độ cao hơn ở mặt đất.

Bay ở độ cao lớn cũng cho phép máy bay tận dụng Dòng tia (Jet stream) - các luồng gió mạnh mẽ thổi từ tây sang đông ở tầng cao của khí quyển, giúp tiết kiệm nhiên liệu hơn nữa. Tuy nhiên, bay ở độ cao lớn cũng đi kèm với một thách thức sinh tồn: không khí loãng ở độ cao này khiến chúng ta không thể thở được. Áp suất không khí giảm nhanh theo độ cao, khiến lượng oxy hấp thụ vào máu không đủ để duy trì hoạt động bình thường của cơ thể con người. Ở độ cao 10km, áp suất không khí chỉ bằng một phần tư so với mặt đất, và áp suất riêng phần của oxy quá thấp so với mức cần thiết cho sự sống.

Do đó, cabin máy bay phải được điều áp. Không khí được nén từ động cơ phản lực và bơm vào cabin, giúp duy trì áp suất và nồng độ oxy đủ để hành khách thở bình thường. Việc điều áp này, mặc dù làm giảm đôi chút hiệu quả của động cơ, nhưng là điều kiện thiết yếu cho mọi chuyến bay ở độ cao lớn. Chính hoạt động điều áp này là nguyên nhân chủ yếu khiến việc mở cửa khi đang bay trở nên bất khả thi.