Mưa ảnh hưởng như nào đến động cơ máy bay?

Mưa bình thường khó có thể làm gián đoạn quá trình đốt cháy, kể cả với những động cơ phản lực không có bypass - hệ thống cho phép nhiên liệu được bơm liên tục và ổn định đến buồng đốt của động cơ, điều chỉnh áp suất của bộ điều khiển và bơm nhiên liệu khi động cơ không chạy. Nhiệt độ cực cao của buồng đốt động cơ, đôi khi đạt tới 900 độ C, khiến lượng nước xâm nhập thành hơi nước mà không ảnh hưởng nhiều đến công suất đầu ra của động cơ.

Mưa đóng băng và mưa tuyết (loại mưa đông cứng lại khi chạm xuống đất hoặc vật thể cứng) gây ra nhiều rắc rối hơn vì chúng có thể làm băng tích tụ ở cửa hút của động cơ. Khi đó, băng có thể vỡ ra và va chạm với các cánh quạt, làm hỏng cánh quạt và dẫn đến dừng máy nén. Do đó, cửa hút được làm ấm để ngăn băng hình thành xung quanh.

Mưa đá cũng có thể là một mối lo ngại khi máy bay tới gần những cơn giông mạnh. Không chỉ ảnh hưởng đến động cơ, mưa đá cũng có thể làm hư hỏng phần bên ngoài máy bay. Phi công thường được khuyến cáo tránh xa giông bão ít nhất 32 km.

Một chiếc Boeing 777-300ER của hãng hàng không Emirates (UAE) gặp mưa đá dữ dội khi cất cánh từ sân bay Milan Malpensa (Italy) vào năm 2021. Nó đã phải quay lại sau khi hư hại nghiêm trọng và kính chắn gió bị vỡ.

Theo Cơ quan Thời tiết Quốc gia Mỹ (NWS), trong mưa đóng băng, sương mù đóng băng hoặc tuyết dày, phi hành đoàn có thể loại bỏ sự tích tụ băng bằng cách chạy động cơ theo nhiều đợt ngắt quãng. Aerospace Web cho biết nếu mất điện do băng hoặc lượng nước lớn tràn vào buồng đốt, phi công có thể thử kích hoạt lại động cơ hoặc sử dụng hệ thống đánh lửa tự động một cách an toàn.

Tuy nhiên công nghệ hiện đại đã giúp máy bay trở nên mạnh mẽ hơn và hoạt động ngay cả trong điều kiện không lý tưởng.

Động cơ turbine phản lực cánh quạt hiện nay hoạt động bằng cách đốt trong. Các cánh quạt máy nén áp suất thấp (LP) và áp suất cao (HP) hút không khí vào động cơ, về phía buồng đốt. Tại đây, không khí được trộn với nhiên liệu và thoát ra dưới dạng khí thải để đẩy máy bay tiến về phía trước.

Phần lớn lượng không khí đó vòng qua lõi động cơ trung tâm và di chuyển giữa vỏ động cơ và lõi đốt. Nó vẫn bị nén khi thoát ra, tạo ra hơn nửa lực đẩy tổng thể của động cơ, đồng thời làm mát lõi trung tâm.

Các máy bay phản lực chở khách thường xuyên bay qua giông bão. Khi đó, động cơ hút vào lượng lớn nước một cách nhanh chóng trong khi vẫn duy trì mức lực đẩy an toàn. Không phải toàn bộ nước đều đi qua lõi trung tâm của động cơ. Những cánh quạt của máy nén đón lấy dòng nước đầu tiên, quay và đưa nước ra phía thành ngoài của động cơ nhờ lực ly tâm. Điều này cho phép nước đi vòng qua hệ thống khí, tránh tiếp xúc với buồng đốt trong lõi động cơ.

Động cơ phản lực cũng được kiểm tra kỹ lưỡng để có thể chống chọi với giông bão. Một trong những bước để cấp chứng nhận cho máy bay là bay trong thời tiết xấu. Quá trình chuẩn bị cho điều này diễn ra trên mặt đất. Các nhà sản xuất động cơ như General Electric và Pratt & Whitney có những cơ sở thử nghiệm tân tiến nhằm đảm bảo các động cơ có thể chống chọi với mưa lớn.

Động cơ được thử nghiệm dưới nhiều điều kiện khác nhau, bao gồm đưa vào những vật thể lạ để mô phỏng một cú va chạm với chim. Trong trường hợp của động cơ GEnx do General Electric sản xuất, các vòi khổng lồ phun ba tấn nước mỗi phút vào động cơ để kiểm tra điểm yếu, sau đó là một tấn mưa đá nhân tạo.

Ngày nay, tiến bộ công nghệ của radar thời tiết trên máy bay có thể giúp phi hành đoàn tránh khu vực thời tiết xấu. Các hệ thống như vậy có thể phát hiện sự tập trung của những hạt như mưa đá, mưa và tinh thể băng như bông tuyết. Nhìn chung, việc động cơ máy bay bị tắt do mưa tuyết vẫn ít xảy ra hơn so với hết nhiên liệu.

Nguyệt Quỳnh