Các máy bay thương mại hiện đại đã đạt được những tiến bộ vượt bậc kể từ khi động cơ phản lực ra đời. Chúng bay xa hơn, nhanh hơn và tối ưu chi phí hơn bao giờ hết. Tuy nhiên, để đưa một khối thép nặng hàng trăm tấn vượt qua các đại dương, ngành hàng không vẫn phải dựa vào lượng nhiên liệu khổng lồ.
Để tối đa hóa tầm bay, máy bay thường được đổ đầy bình và cất cánh ở mức trọng lượng cất cánh tối đa (MTOW). Thế nhưng, ít ai biết rằng một chiếc máy bay không thể hạ cánh an toàn ở mức trọng lượng khi vừa cất cánh. Nếu có sự cố bất ngờ buộc máy bay phải quay lại sân bay ngay lập tức, xả nhiên liệu là giải pháp kỹ thuật gần như duy nhất để đưa phi cơ về trạng thái an toàn.
Giới hạn vật lý của hệ thống đáp và rủi ro quá tải
Mỗi chiếc máy bay thương mại đều có hai chỉ số trọng lượng giới hạn: Trọng lượng Cất cánh Tối đa (MTOW) và Trọng lượng Hạ cánh Tối đa (MLW). Thông thường, MLW nhỏ hơn MTOW rất nhiều. Theo thiết kế tiêu chuẩn, máy bay sẽ tiêu hao phần lớn lượng nhiên liệu mang theo trong suốt chúp hành trình để tự "giảm cân" trước khi tiếp đất.
Ảnh: Autoevolution
Khi một máy bay quá tải cố tình hạ cánh, lực tác động lên hệ thống càng đáp sẽ vượt quá ngưỡng chịu đựng an toàn. Mặc dù bộ càng đáp hiện đại được thiết kế rất bền bỉ để chịu đựng các va chạm mạnh do gió bấc hoặc thời tiết xấu, nhưng nó không thể phân tán toàn bộ động năng cực lớn từ một khối lượng quá tải.
Bên cạnh đó, trọng lượng lớn làm tăng tốc độ thất tốc, buộc phi công phải tiếp đất ở tốc độ cao hơn bình thường. Điều này dẫn đến nguy cơ máy bay không thể dừng lại kịp trước khi hết đường băng, làm nổ lốp, cháy phanh hoặc gây ra tổn hại nghiêm trọng về cấu trúc khung thân.
Bài toán cân bằng trọng trường và tính toán nhiên liệu trong buồng lái
Trước mỗi chuyến bay, các phi công phải thực hiện những phép tính phức tạp về tải trọng và trọng tâm. Nhiệm vụ của họ là đảm bảo máy bay mang đủ nhiên liệu để tới điểm đến, cộng thêm một lượng nhiên liệu dự trữ bắt buộc đủ để bay tới sân bay dự phòng nếu gặp sự cố.
Không chỉ tính toán số lượng, việc phân bổ nhiên liệu cũng quyết định trực tiếp đến độ an toàn. Hành khách và hàng hóa không phải lúc nào cũng được bố trí đều dọc theo thân máy bay. Do đó, nhiên liệu chứa trong các bình ở hai bên cánh và thân xe đóng vai trò như một đối trọng giúp giữ trọng tâm của máy bay nằm trong giới hạn cho phép.
Trong quá trình bay, phi công hoặc hệ thống máy tính tự động có thể thực hiện thao tác "bơm chéo" – chuyển nhiên liệu từ bên cánh này sang động cơ bên kia – nhằm duy trì sự cân bằng động học. Mọi số liệu về tải trọng và tốc độ tham chiếu đều được cập nhật liên tục vào máy tính quản lý bay (FMC) để đảm bảo máy bay luôn nằm trong tầm kiểm soát.
Ảnh: Vocal Media
Những nguy cơ môi trường và sự cố xả nhiên liệu sai quy định
Dù xả nhiên liệu là quy trình được chấp nhận trong các tình huống khẩn cấp, ngành hàng không vẫn áp dụng những quy định hết sức nghiêm ngặt để hạn chế tác động tới môi trường và con người. Theo tiêu chuẩn của Cục Hàng không Liên bang Mỹ (FAA), phi công phải xả nhiên liệu ở độ cao tối thiểu cách mặt đất hoặc vật cản cao nhất khoảng 600m, đồng thời phải ưu tiên thực hiện tại các khu vực không có dân cư hoặc trên biển.
Ở độ cao đủ lớn, nhiên liệu xả ra sẽ hóa hơi và phân tán vào không khí trước khi kịp chạm xuống mặt đất. Ngược lại, nếu xả ở độ cao thấp quanh khu dân cư, hậu quả sẽ vô cùng nghiêm trọng.
Một minh chứng điển hình là sự cố của chuyến bay Delta Air Lines 89 vào năm 2019. Chiếc Boeing 777-200 hành trình từ Los Angeles đi Thượng Hải gặp sự cố động cơ ngay sau khi cất cánh. Do không thông báo đầy đủ cho trạm kiểm soát không lưu, phi công đã xả nhiên liệu ngay trên khu dân cư Cudahy (California) ở độ cao thấp. Dù không có thiệt hại về người, hàng chục học sinh và người dân bên dưới đã bị dính nhiên liệu phản lực, gây kích ứng da và ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe cũng như môi trường sống.
Xả nhiên liệu trước khi hạ cánh khẩn cấp không phải là một quyết định ngẫu hứng, mà là bài toán giữa vật lý hàng không và quy trình an toàn. Nhờ cơ chế giải phóng trọng lượng kịp thời này, hàng trăm chuyến bay gặp sự cố kỹ thuật mỗi năm đã có thể hạ cánh an toàn, giảm thiểu tối đa nguy cơ thảm họa trên đường băng.
