Tại sao máy bay cần lên và xuống theo chiều gió?

Hành khách ngồi trên máy bay đều biết rằng khi máy bay chuẩn bị cất cánh thường chạy sang phải sang trái, sau đó mới đến một đường băng chính rộng lớn, thuận theo chiều gió rồi mới cất cánh bay lên không trung. Thực ra, khi máy bay hạ cánh giống như khi cất cánh cũng hạ cánh theo chiều gió. Điều này là tại sao?

Thì ra có hai nguyên nhân chủ yếu làm máy bay phải cất và hạ cánh theo chiều gió: Một là có thể rút ngắn khoảng cách chạy trên đường băng thì máy bay cất cánh và hạ cánh, thứ hai là tương đối an toàn. Khi máy bay cất cánh, chỉ khi lực nâng do cánh máy bay sinh ra lớn hơn trọng lượng của máy bay thì máy bay mới có thể rời khỏi mặt đất. Mà sức nâng lớn hay nhỏ lại có quan hệ với tốc độ dòng không khí thổi qua bề mặt cánh máy bay: Tốc độ càng lớn sức nâng càng lớn. Nếu không có gió, tốc độ của dòng không khí thổi qua bề mặt cánh máy bay bằng tốc độ của máy bay chạy trên đường băng; Nếu thuận theo chiều gió thổi tới thì tốc độ của dòng không khí thổi qua bề mặt cánh máy bay bằng tốc độ chạy trên đường băng của máy bay cộng thêm tốc độ gió. Do vậy, trong tình hình thuận chiều gió, lực nâng của máy bay tương đối lớn; Trong điều kiện tốc độ máy bay bằng nhau, khoảng cách chạy trên đường băng của nó có thể rút ngắn một ít so với khi không có gió.

Khi hạ cánh, chúng ta hy vọng tốc độ hiện có của máy bay nhanh chóng giảm xuống. Hạ cánh thuận chiều gió thì có thể lợi dụng sức cản của gió để giảm tốc độ máy bay, để khoảng cách máy bay trượt trên đường băng được giảm đi một chút.

Máy bay cất cánh và hạ cánh thuận chiều gió còn có thể nâng cao tính an toàn. Do tốc độ khi cất cánh và khi hạ cánh của máy bay tương đối chậm, tính ổn định đều tương đối kém, nếu lúc này gặp phải một trận gió mạnh thổi ngang thì có thể làm máy bay bị nghiêng đổ, gây ra tai nạn. Mà bay theo chiều gió vừa không dễ bị ảnh hưởng của gió ngang, lại còn có thể làm máy bay giữ được sức nâng nhất định, do vậy máy bay được tương đối an toàn.

Chính do những lý do nêu trên, hướng của đường băng sân bay không phải được xây dựng tuỳ ý, nó được chọn căn cứ vào hướng gió ở nơi đó. Nhưng hướng gió của một nơi thường thay đổi theo bốn mùa trong năm, do vậy hướng của đường băng sân bay được chọn theo hướng có thời gian gió thổi dài nhất trong năm, hướng gió này được gọi là hướng gió chủ đạo.

Trước đây, tốc độ máy bay tương đối chậm, tính ổn định cũng không tốt, cho nên việc “lên xuống theo chiều gió” là một yêu cẩu tương đối cao. Có sân bay trong một năm hướng gió biến đổi tương đối nhiều, nên phải xây dựng nhiều đường băng có các hướng khác nhau, hoặc xây dựng nhiều đường băng bức xạ giao nhau, để tiện thích ứng với hướng gió khác nhau trong mỗi mùa. Nhược điểm của cách làm này là chiếm quá nhiều đất, kinh phí xây dựng sân bay lớn. Mấy năm gẩn đây, do việc nâng cao tính năng ổn định và gia tăng tốc độ của máy bay, ảnh hưởng của hướng gió đối việc máy bay lên xuống đã không còn lớn như những năm trước. Do vậy sân bay hiện đại thường chỉ cẩn xây dựng một hoặc mấy đường băng song song theo hướng gió chủ đạo là đủ. Tại sao khi máy bay cất cánh, hạ cánh và trong khi bay đều phải dùng ra đa điều khiển? Sân bay thường được gọi là “Cảng hàng không”, là một đẩu mối giao thông vô cùng bận rộn, mỗi ngày ở đó đều có rất nhiều máy bay cất cánh và hạ cánh.

Tuy sân bay rất lớn, nhưng do tốc độ của máy bay rất nhanh, để tránh sự va chạm giữa các máy bay, các khai thác viên không lưu phải kịp thời nắm bắt được vị trí của máy bay trong phạm vi vài nghìn mét, cũng như tốc độ, phương hướng của máy bay, sau đó mới phát ra chỉ thị chuẩn xác về sự cất cánh, hạ cánh đối với từng máy bay. Phải hoàn thành tốt công tác điều độ vừa nặng nề vừa tỉ mỉ như vậy thì đối với họ, ra đa là thứ không thể thiếu. Sân bay có lắp đặt ra đa, các khai thác viên có thể nhìn thấy rõ toàn bộ tình hình sân bay trong phạm vi vài trăm nghìn mét qua màn hình ra đa. Những loại ra đa này được gọi là “Rađa quản lý giao thông hàng không” và “Rađa hạ cánh chính xác”. Màn hiển thị rađa có thể dự báo quỹ đạo hạ cánh lý tưởng nhất cho từng máy bay. Trong quá trình máy bay tiếp đất, rađa liên tục đo đạc vị trí của máy bay và dùng điện đàm chỉ đạo cho phi công bay theo đường bay chính xác nhất cho đến khi máy bay được tiếp đất an toàn.

Ra đa không chỉ điều khiển cho máy bay khi cất cánh và tiếp đất mà còn chỉ đạo trong cả quá trình bay. Thông thường, máy bay bay theo lộ trình tốt nhất đã định. Nếu gặp trời tối hoặc mây mù, hoặc phi công không quen lộ trình thì phải dùng ra đa dẫn đường. Trên máy bay có lắp một thiết bị ra đa, ăng ten hướng về phía mặt đất, màn hiển thị sẽ hiện lên một “Bản đồ rađa”, hoa tiêu nhìn thấy bản đồ này có thể biết vị trí của máy bay, đảm bảo chắc chắn máy bay đang đi đúng hướng. Trong quá trình bay, phi công phải kịp thời nắm được khoảng cách giữa máy bay và mặt đất, cho nên máy bay được lắp đặt thêm một bộ phận gọi là “Rađa thăm dò độ cao”. Như vậy, khi bay trên biển, có thể biết được khoảng cách từ máy bay đến mặt biển, khi bay trên đồng bằng có thể biết được máy bay cách mặt đất bao xa, khi bay trên những đỉnh núi cũng có thể biết khoảng cách giữa máy bay và đỉnh núi, kể cả độ cao của đỉnh núi. Trên một số máy bay quân sự còn có “Rađa chống va chạm”, nó có thể cảnh báo kịp thời để phi công tránh núi cao hay những kiến trúc cao khi máy bay bay ở độ cao tương đối thấp.