Lý giải khoa học cho trường hợp chim va chạm với máy bay gây thiệt hại nặng

Tối ngày 30/9, một chiếc máy bay Airbus hạ cánh xuống Nội Bài (Hà Nội) trong tình trạng mũi bị móp méo, buộc phải dừng khai thác để sửa chữa. Theo hãng hàng không Vietjet Air, máy bay A320 số hiệu VN-A650 từ Buôn Ma Thuột về Hà Nội, hạ cánh lúc 19h22 tối 30/9 đã bị chim va vào. Hãng phải dừng khai thác tàu bay để sửa chữa phần đầu bị móp. Vậy, vì sao loài chim lại có thể gây ra thiệt hại nặng nề như vậy? Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu.

Giải đáp lí do chim va vào máy bay gây ra thiệt hại nặng

Máy bay bị chim đâm phải diễn ra hàng ngày trên khắp thế giới, nhưng không phải vụ nào cũng gây ra tai nạn. Kể từ năm 1988 đến nay có hơn 200 người chết trong các vụ tai nạn máy bay liên quan tới động vật, gây thiệt hại hơn 600 triệu USD mỗi năm. Riêng tại Hoa Kỳ, bộ tư lệnh không quân nước này thống kê trung bình mỗi năm có hơn 5.000 vụ va chạm giữa máy bay và chim trên lãnh thổ nước này.

Hình ảnh đầu máy bay Vietjet Air bị móp do chim đâm phải.

Về mặt lý thuyết các máy bay lớn có thể tiếp tục bay sau khi va chạm với chim nặng tối đa 2kg. Tuy nhiên, có tới 36 loài chim tại Bắc Mỹ có trọng lượng trung bình lớn hơn thế, trong khi ngay cả những loài chim nhỏ như sáo đá cũng có thể làm hỏng động cơ cực mạnh của máy bay. Chênh lệch tốc độ giữa máy bay và chim càng lớn thì tác động của vụ va chạm đối với máy bay càng đáng sợ. Trọng lượng của chim cũng là một yếu tố, nhưng khác biệt tốc độ có vai trò lớn hơn. Một đàn chim sẽ trở nên nguy hiểm hơn nếu chúng đâm vào máy bay nhiều lần.

Dale Oderman, một giáo sư giảng dạy bộ môn kỹ thuật hàng không tại Đại học Purdue (Mỹ) cho biết chim là mối nguy hiểm lớn đối với phi cơ, đặc biệt là trong lúc cất cánh. “Ngỗng trời và các loài chim lớn đáng sợ hơn chim nhỏ. Khi chim va phải máy bay, chúng có thể bị hút vào động cơ và làm gãy cánh quạt. Chiếc cánh gãy bị hút sâu vào bên trong động cơ và làm hỏng các bộ phận khác”, ông nói. Để đối phó với nguy hiểm rình rập từ động vật, các phi trường áp dụng nhiều biện pháp giảm thiểu nguy cơ va chạm giữa máy bay và chim. Chẳng hạn, người ta không trồng nhiều cây gần sân bay vì chim có thể làm tổ hoặc nghỉ ngơi trên cây.

Ông Oderman đã lấy một ví dụ và tính toán dựa trên lý thuyết như sau:

Giả sử một chú chim bồ câu có khối lượng trung bình 1kg đối đầu với một chiếc Boeing 747 cất cánh với tốc độ rơi vào khoảng 330km/h hoặc 92m/s. Chúng ta mặc định coi như máy bay không hề di chuyển so với bồ câu, lúc này vận tốc cất cánh của máy bay chính là vận tốc tương đối giũa 2 đối tượng hay lúc này chim bồ câu đang bay với vận tốc 92m/s.

Từ đó, ta sẽ tính được động năng của chim theo công thức:

Động năng = 0,2 x khối lượng x vận tốc di chuyển^2 = 0,5 x 1 x 92^2 = 4232 Jun.

Sau đó, giả sử sau khi va chạm, chim làm móp đầu máy bay với độ sâu 5cm tại điểm tác động, lúc này ta tính được lực tác động của chim mà khu vực này hấp thụ. Ở đây, ta độ móp của đầu máy bay chính là quãng đường di chuyển của điểm tác động:

Lục hấp thụ = Động năng của chim : Độ sâu khu vực bị móp = 4232 : 0.05 = 84640 Newton.

Hay đầu máy bay đã hấp thụ một lực tương đương với trọng lượnh của một vật thể có khối lượng lên tới 8464kg.

Tiếp theo, chúng ta tính áp suất mà đầu máy bay phải chịu khi va chạm. Ở đây, chúng ta mặc định khu vực tác động là một nửa của hình cầu có bán kính 5cm (với tâm là điểm va chạm). Từ đó, ta tính được diện tích của khu vực trên đầu máy bay bị móp:

Diện tích khu vực va chạm = 0,5 x 4 x 3,14 x 0,05^2 = 0.0157 mét vuông.

Cuối cùng, chúng ta tính được áp suất mà đầu máy bay phải chịu, lực tác động chính là lực máy bay hấp thụ:

Áp suất = Lực tác động : Diện tích va chạm = 84640 : 0,0157 = 5391082,8 pascal.

Thêm vào đó, ông Oderman cho biết các máy bay vận tải chuyển dụng tương tự như Boeing 747 được thiết kế để có thể chịu được một áp suất trung bình cỡ 7300 pascal, tức là một chú chim bồ câu trong ví dụ kể trên trở thành một vật thể cực kỳ nguy hiểm với các loại máy bay kể cả chiếc Airbus A320 được nhắc trên từ đầu bài viết.