Tại sao máy bay dân dụng không bay với tốc độ siêu thanh?

Cứ thử hình dung xem khi bạn lái xe càng nhanh bạn càng khó kiểm soát được tay lái do tiếp xúc với mặt đất, máy bay cũng vậy nhưng thay vì mặt đất thì bây giờ là không khí, vận tốc càng nhanh càng khó điều khiển. Vì sao không khí lại có thể là vật cản được?

Đó chính là khí động học, khi ở vận tốc bình thường, không khí chuyển động nhịp nhàng quanh ta, nhưng khi di chuyển càng nhanh, không khí càng bị nén lại tạo thành một rào cản và khi phá vỡ rào cản này sẽ gây ra một tiếng nổ sóng siêu âm rất lớn. Với vận tốc này, ma sát với không khí là vô cùng lớn có thể khiến mũi máy bay nóng đến 300 độ C.

Công nghệ siêu thanh hiện tại đã trở thành hiện thực. Hình dáng máy bay quân sự như hình mũi tên với các cạnh sắc và thẳng, không giống với máy bay dân dụng với các đường viền mềm mại cho phép chúng bay nhanh hơn và có thể chịu được áp lực khí động học lớn.

Đã từng có 2 loại máy bay dân dụng siêu thanh được sử dụng với mục đích thương mại là Concorde của Anh Pháp và Tupolev TU-144 của Liên Xô, với thiết kế mũi nhọn, chúng có thể đạt tốc độ 2500 km/h ở độ cao 20.000m. Với độ cao này không khí sẽ loãng hơn khiến máy bay dễ kiểm soát hơn. Nhưng nhiều lí do khiến 2 loại máy bay này không còn hoạt động nữa.

Chiếc TU-144 được đưa vào sử dụng trong 3 năm từ 1975-1978 và gặp 2 lần tai nạn nên dự án này đã bị xóa bỏ. Còn Concorde thì hoạt động lâu hơn từ 1976 - 2003 và có thể đưa hành khách từ Lon Don đến New Yord chỉ trong 3 giờ trong khi Boeing 747 sẽ mất 7 giờ để đi quảng đường tương đương.

Tuy nhiên, máy bay siêu thanh đến giờ vẫn không được áp dụng rộng rãi. Nguyên nhân là vì tốc độ cao khiến việc hạ cánh nguy hiểm hơn gấp nhiều lần, kèm với tiếng ồn động cơ gây khó chịu cho hành khách. Ngoài ra, bay càng nhanh, động cơ phải hoạt động càng nhiều với công suất cao khiến tuổi thọ của chúng giảm đi đáng kể, điều này cũng đồng nghĩa với việc tiêu thụ nhiều nhiên liệu hơn.

Vời bài toán kinh tế, Concorde có giá sản xuất quá đắt nhưng mang lại hiệu quả vận chuyển kém hơn, chúng chỉ chở được 100 hành khách so với 500 khách của Boeing 747 nhưng lại tiêu thụ nhiên liệu nhiều hơn. Kèm với đó, ghế ngồi khoang hạng nhất trên Concorde không thoải mái bằng ghế nằm khoang hạng nhất trên Boeing 747, do đó khách hàng thà được nằm thoải mái còn hơn trả một đống tiền chỉ để bay nhanh hơn 4 tiếng. Hiện nay, vận tốc lý tưởng để bay được các kỹ sư nghiên cứu là 900 km/h nhưng ai biết được tương lai đúng không nào?

Dung (Nguoiduatin.vn)