Vì sao máy bay thương mại ngày nay chậm hơn so với 50 năm trước?

Máy bay thương mại bay chậm hơn trước nhằm tiết kiệm thêm nhiên liệu, cũng như do các quy tắc an ninh và bầu trời ngày càng chật chội.

07-01-2020 Tại sao máy bay không bay theo đường thẳng mà lại theo đường vòng?

Vào năm 1967, chuyến bay giữa New York và Los Angeles kéo dài 5 giờ 43 phút. Chuyến bay số 3 của American Airlines rời sân bay JFK (New York) lúc 12h trưa hàng ngày, và đến LAX (Los Angeles) lúc 2h43 chiều (bờ Đông và Tây nước Mỹ lệch nhau 3 múi giờ).

Chuyến bay rời New York vào 12 giờ trưa, và tới Los Angeles vào 2 giờ 43 phút chiều. (Ảnh: American Airlines).

Hiện nay, chuyến bay American Airlines số 3 (AA3) khởi hành lúc 10h30 sẽ đến sân bay LAX, Los Angeles lúc 13:57 (giờ địa phương). Tổng thời gian của chuyến bay sẽ là 6 giờ 27 phút. Và hầu hết các chuyến bay hiện nay đều tốn nhiều thời gian hơn so với những năm 1960. 

Vào năm 1967, loài người vẫn chưa đặt chân lên Mặt Trăng, và siêu máy tính khi đó cũng không mạnh bằng một chiếc điện thoại thông minh tầm trung hiện nay. Tuy nhiên, con người thời ấy lại bay với tốc độ nhanh hơn ngày nay rất nhiều. Vậy, điều gì đã khiến máy bay chậm lại?

Tiết kiệm nhiên liệu

Theo kênh Wendover Productions, động cơ máy bay hiện đại được phân thành ba loại: turbine cánh quạt (turboprop), turbine phản lực cánh quạt (turbofan) và turbine phản lực luồng (turbojet). Mỗi loại động cơ có một dải tốc độ hiệu quả nhất. 

Turboprop thường được sử dụng trong các loại máy bay cánh quạt, và chỉ đạt tốc độ tối đa khoảng từ 500 đến 600 km/h. Nếu muốn di chuyển nhanh hơn, máy bay sẽ phải sử dụng động cơ turbofan hoặc turbojet. Đa số động cơ máy bay thương mại hiện này đều là turbofan.

Với turbofan, dòng khí sẽ được tăng tốc bởi cánh quạt. Sau đó, một phần khí sẽ được đi qua buồng đốt trong động cơ, tạo ra lực đẩy. Đồng thời, lực đẩy này sẽ làm quay turbine, giúp cánh quạt xoay. 

Lực đẩy của động cơ turbofan chủ yếu đến từ dòng khí chạy qua cánh quạt và dòng phản lực qua buồng đốt. Loại động cơ này sẽ đạt hiệu suất cao nhất ở tốc độ từ khoảng 650 km/h đến 1.000 km/h. Nếu muốn vượt bức tường âm thanh (hơn 1.240 km/h), máy bay thường sẽ cần sử dụng động cơ turbojet. 

Mỗi loại động cơ có ưu nhược điểm riêng. Trong điều kiện của ngành hàng không dân dụng, hai động cơ phổ biến nhất là turbofan và turboprop.

Động cơ General Electric GEnx, được sử dụng trên chiếc 787 Dreamliner và 747-8i, có cánh quạt lớn hơn nhiều so với buồng đốt. Nguyên nhân là bởi động cơ của chiếc máy bay này có hệ số tách dòng (bypass ratio) lên tới 10:1. Hay nói cách khác, lượng không khí không đi vào buồng đốt nhiều gấp 10 lần lượng không khí đi qua buồng đốt.

Hệ số tách dòng càng cao, động cơ sẽ càng tiết kiệm nhiên liệu, và bay càng chậm. 

Bay nhanh kém kinh tế

Để bay nhanh, máy bay sẽ phải hy sinh nhiều thứ, không chỉ là nhiên liệu. Chẳng hạn, một chiếc máy bay siêu âm Concorde chỉ chở theo khoảng 100 hành khách, trong khi chiếc tàu thân rộng Boeing 787 có thể chở được 291 người.

Tính theo đầu người, một chiếc Concorde sẽ đốt hết 16 lít nhiên liệu cho mỗi km. Trong khi đó, động cơ Genx của 787 Dreamliner có thể đạt mức tiêu thụ chỉ 2,26 lít/km/người. Mức tiêu tốn nhiên liệu là nguyên nhân chính khiến Concorde, dòng máy bay thương mại siêu âm phổ biến nhất phải ngừng bay. 

Ghế máy bay Concorde hẹp, ít tiện nghi, trong khi giá cả đắt đỏ. (Ảnh: Heritage Concorde).

Concorde được phát triển để giúp những khách hàng là doanh nhân có thể vượt qua Đại Tây Dương trong thời gian ngắn nhất. Những hành khách này có thể đi từ Mỹ đến châu Âu trong khoảng 3 tiếng đồng hồ.

Tuy nhiên, với hàng ghế hạng thương gia hoặc hạng nhất, trên máy bay hiện đại, các doanh nhân có thể rời Mỹ vào buổi tối, ngủ lại trên máy bay và thức dậy tại châu Âu. Nói cách khác, dù bay mất 6 tiếng đồng hồ, các doanh nhân, khách hàng chủ yếu của Concorde, cũng chẳng lãng phí quá nhiều thời gian nếu sử dụng máy bay hạ âm.

Ghế hạng nhất trên máy bay Airbus A380 của Singapore Airlines. (Ảnh: Emily McNutt).

Vì vậy, bay nhanh, vừa tốn nhiên liệu cũng như ít tiện nghi, xa xỉ hơn, không còn thu hút được khách hàng. Đến ngày 24/10/2003, chuyến bay cuối cùng của Concorde hạ cánh, kết thúc kỷ nguyên máy bay thương mại siêu âm.

Bay nhanh không được lợi gì

Tốc độ không phải là yếu tố được các hãng hàng không coi trọng. Chi phí của máy bay chỉ đóng một phần nhỏ trong toàn bộ chi phí bay. Do vậy, dù có bay nhanh hơn, máy bay cũng không giúp hãng hàng không có được nhiều chuyến hơn, và thu về nhiều tiền hơn.

Vòng đời của một chiếc máy bay cũng thường được đánh giá dựa trên số lần cất và hạ cánh, chứ không phải tổng dặm bay. Chẳng hạn, chiếc 787 Dreamliner có thể cất và hạ cánh 44.000 lần. Với giá 224,6 triệu USD, chi phí khấu hao cho mỗi lần bay chỉ khoảng 5.000 USD.

Trong khi đó, giá nhiên liệu cho chuyến bay trên chiếc 787 từ New York tới London (một trong những tuyến đường không nhộn nhịp nhất thế giới) là khoảng 60.000 USD (giá nhiên liệu là 1,4 USD/lít, mỗi chiếc 787 tiêu tốn 5.000 lít nhiên liệu/giờ, thời gian bay trung bình khoảng 7 tiếng).

Bởi vậy, các hãng hàng không luôn cố gắng bay ở tốc độ tiết kiệm nhiên liệu nhất có thể. Và tốc độ này nằm trong khoảng từ 850 đến 885 km/h.

Với tốc độ trên, máy bay vẫn có thể tới bất cứ nơi nào trên thế giới trong vòng 24 tiếng. Rào cản để bay với nhiều người là chi phí, không phải tốc độ. Bởi vậy, các nhà sản xuất và hãng hàng không sẽ cố gắng hạ chi phí, chứ không phải giảm thời gian bay. 

Một số hãng hàng không, chẳng hạn như jetBlue hay Ryanair, thậm chí còn yêu cầu phi công bay chậm hơn nhằm tiết kiệm nhiên liệu. jetBlue đã tiết kiệm 13,6 triệu USD mỗi năm, bằng cách bay chậm hơn khoảng 3,3% kể từ năm 2008.

Quy định

Theo Forbes, thời gian bay dài hơn còn do các hãng hàng không cố tình kéo dài thời gian dự kiến của chuyến bay. Nếu chuyến bay chỉ tốn 60 phút, hãng có thể sẽ nói rằng cần tới 80 phút, nhằm đề phòng trường hợp chậm trễ.

Do bầu trời cũng như các sân bay đều trở nên đông đúc hơn, việc các chuyến bay bị chậm trễ cũng trở nên phổ biến hơn. Các thủ tục an ninh được thắt chặt sau sự kiện khủng bố 11/9 cũng khiến cho việc lên máy bay tốn thời gian hơn. Máy bay cũng phải chờ đợi trên bầu trời lâu hơn để có quyền được hạ cánh. 

Việc đưa ra thời gian bay lớn hơn còn giúp các hãng hàng không tránh bị phạt. Theo luật của Liên minh châu Âu, nếu xảy ra chậm trễ hơn 3 giờ do lỗi của hãng hàng không, mỗi hành khách có thể yêu cầu khoản tiền bồi thường từ 270 đến 430 USD. Hãng có thể bị thiệt hại cả hàng chục nghìn USD cho một chuyến bay trễ giờ.