Vì sao chim lại là mối nguy hiểm nhất với máy bay?

Công nghệ mới
16:21 - 02/10/2015

Vào khoảng 19 giờ 20 tối ngày 30/9, máy bay của hãng hàng không Vietjet đã bị một chú chim đâm vào gây ra vết lõm lớn cùng vết rách ở mũi máy bay. Ngay sau đó, chiếc máy bay đã hạ cánh xuống sân bay Nội Bài (Hà Nội) để sửa chữa.

Chúng ta biết rằng, vỏ máy bay được làm từ những vật liệu siêu bền, dù có bị sét đánh trúng vẫn "bình yên vô sự". Vậy bằng cách nào những chú chim nhỏ bé lại có thể chiến thắng "chim sắt"? Bài viết sau đây sẽ giúp bạn lý giải điều đó.

Chim là một trở ngại lớn cho các chuyến bay

Chúng ta thường cho rằng, cơ thể loài chim rất mềm và xốp nhờ vào lớp lông vũ của chúng. Tuy nhiên, giới chuyên gia vật lý cho biết đây thực chất là một quan niệm sai lầm.

Bởi lẽ, xét cho cùng chim là một sinh vật "bằng xương và thịt", tức là chúng rất cứng - khi đâm vào một vật cứng ở tốc độ cao sẽ cho kết quả không hề tốt đẹp như ta vẫn tưởng.

Trước hết hãy thử đặt câu hỏi: vì sao vỏ máy bay có thể bị vỡ móp? Câu trả lời chính là áp lực. Sự chênh lệch tốc độ giữa "chim sắt" và chim thường sẽ tạo ra áp lực rất lớn khi va chạm, đủ để khiến vỏ máy bay bị lõm.

Hãy thử xét đến ví dụ sau để thấy lực tác động do một con chim nặng 1kg gây ra cho máy bay Boeing 747 - một trong những máy bay dân dụng phổ biến nhất trên thế giới.

Đầu tiên ta xét đến vận tốc. Hầu hết những vụ máy bay đâm phải chim đều diễn ra trong giai đoạn cất cánh và hạ cánh. Do đó, ta sẽ lấy vận tốc khi cất cánh để làm chuẩn - vận tốc của chiếc Boeing 747 trong giai đoạn này ở vào khoảng 92m/s.

Tiếp đến là động năng. Động năng trong trường hợp này được tính dựa trên vận tốc của máy bay với trọng lượng của chim là 1kg. Vậy ta có:

Ek (động năng) = 0.5*m*v^2 = 4232 J với m là khối lượng, v là vận tốc.

Giả sử chỗ chim va chạm với máy bay ở khoảng cách 5cm, vậy lực tác động có thể được tính:

F = Ek/s = 42,3 kN (kilo Newton), với F là lực, và s là khoảng cách.

Toàn bộ lực va chạm lan truyền lên diện tích phần thân trước của chim, có diện tích ước tính là 0,05 mét vuông. Vậy ta có áp lực tại thời điểm này là: p= F/A = 42.300/0.05 = 0,85 MPa (Mega Pascal - đơn vị đo áp lực), với A là diện tích khu vực va chạm với chim.

Một chiếc Boeing 747 có thể chịu được áp lực trên cánh rơi vào khoảng 7.300 Pa, trong đó ngưỡng an toàn cho lớp vỏ cánh là gấp 3 lần áp lực cánh thông thường.

Vỏ máy bay thường sẽ bị móp hoặc rách khi phải chịu áp lực gấp 6 lần, tức 43.800 Pa, tương đương 0,044 MPa.
Ta có thể thấy áp lực cho phép của vỏ máy bay thấp hơn gần 19 lần so với những gì gây ra khi va phải chim. Chính vì thế, một chú chim nhỏ bé có thể làm móp lớp vỏ máy bay một cách dễ dàng và thậm chí có thể gây thảm họa nếu như bay vào động cơ máy bay.

Và những tai nạn hàng không gây ra bởi "chú chim nhỏ"
Trong lịch sử hàng không thế giới, đã có nhiều trường hợp tai nạn thương tâm xảy ra chỉ vì đâm phải chim. Các bạn có thể tham khảo một số ví dụ tiêu biểu dưới đây:
Ngày 22/9/1995, một chiếc Boeing E-3 Sentry AWACS của quân đội Mỹ đã rơi không lâu sau khi cất cánh từ căn cứ. Nguyên do là bởi một vài chú ngỗng trời đã bay thẳng vào động cơ, khiến toàn bộ thân máy bay bị hư hại nghiêm trọng. Máy bay rơi ở vị trí cách đường băng khoảng 3 km, khiến toàn bộ 24 người trên phi cơ thiệt mạng.

Tháng 4/2007, chiếc Boeing 757 khi bay từ Manchester (Anh) đến Lanzarote (Tây Ban Nha) bị hư động cơ bên phải do một con chim bay vào.

Vụ tai nạn đã khiến máy bay phải quay trở về Manchester và hạ cánh khẩn cấp. May mắn là máy bay đã hạ cánh an toàn, nhưng hơn 200 hành khách đã phải trải qua khoảnh khắc đứng tim.

Ngày 4/1/2009, một con chim ưng đuôi đỏ đã lao vào kính chắn gió của trực thăng tại Louisiana (Mỹ). Vụ va chạm đã khiến máy bay mất năng lượng và rơi xuống một đầm lầy, khiến 8 người thiệt mạng và 1 người bị thương rất nặng.

Theo thống kê của FAA - Cơ quan quản lý hàng không liên bang Mỹ, thì kể từ năm 1988, những vụ tai nạn máy bay do va chạm với chim đã khiến hơn 200 người thiệt mạng và gây thiệt hại lên tới 400 triệu USD (khoảng 8000 tỉ VNĐ theo tỉ giá hiện tại).