Trong thời gian cao điểm, có khoảng 5.000 máy bay trên bầu trời nước Mỹ mỗi giờ. Đồng nghĩa với việc có khoảng 50.000 máy bay hoạt động trên bầu trời nước Mỹ mỗi ngày. Vậy làm thế nào để chúng không va chạm với nhau?
Đảm bảo an toàn cho hàng nghìn chuyến bay mỗi ngày là nhiệm vụ sống còn của kiểm soát viên không lưu (KSVKL). KSVKL điều hành các chuyến bay, cho tàu bay cất cánh, hạ cánh, rẽ hướng, tránh các vùng nguy hiểm, thời tiết xấu, giúp điều hòa hoạt động bay.
Bài viết của tiến sĩ Craig Freudenrich trên Tạp chí khoa học science.howstuffworks.com này sẽ theo chân một chuyến bay tại Mỹ từ lúc khởi hành đến khi hạ cánh, hé lộ công việc của các KSVKL, những thiết bị tối tân họ sử dụng và hành trình đào tạo khắc nghiệt để giữ bầu trời luôn an toàn.
Vùng trời Mỹ được chia thành 21 khu vực (trung tâm), mỗi khu vực tiếp tục được chia thành nhiều phân khu. Bên trong những khu vực này là những phần của vùng trời TRACON (Terminal Radar Approach Control) với đường kính khoảng 80 km, mỗi TRACON quản lý nhiều sân bay, và mỗi sân bay có khu vực kiểm soát riêng rộng khoảng 8 km.
Hệ thống kiểm soát không lưu, do Cục Hàng không Liên bang (FAA) điều hành, được thiết kế dựa trên cách phân chia vùng trời này. Hệ thống kiểm soát không lưu bao gồm những cơ sở dưới đây:
Trung tâm chỉ huy hệ thống (ATCSCC): Giám sát mọi hoạt động kiểm soát không lưu. Trung tâm này cũng quản lý hoạt động kiểm soát không lưu khi phát sinh các vấn đề (như thời tiết xấu, quá tải lưu lượng, đường băng không hoạt động).
Trung tâm kiểm soát đường dài (ARTCC): Điều phối máy bay di chuyển giữa các khu vực, trừ không phận TRACON và sân bay.
Kiểm soát tiếp cận radar (TRACON): Điều hành tàu bay khởi hành và tiếp cận trong khu vực kiểm soát.
Đài kiểm soát tại sân bay (ATCT): Đặt tại các sân bay thường có các chuyến bay thường lệ. ATC điều hành các chuyến bay cất cánh, hạ cánh và các hoạt động trên mặt đất.
Trạm dịch vụ bay (FSS): Cung cấp thông tin bay cho phi công tư nhân, hỗ trợ khẩn cấp và phối hợp tìm kiếm cứu nạn khi cần thiết.
Việc di chuyển của máy bay qua các không phận khác nhau giống như cầu thủ vượt qua "khu vực phòng thủ" trong bóng rổ hay bóng bầu dục. Khi bay vào một không phận, máy bay được giám sát và nhận chỉ dẫn từ các kiểm soát viên không lưu phụ trách khu vực đó. Khi máy bay rời khỏi, quyền kiểm soát được bàn giao cho nhóm kiểm soát viên không lưu tại khu vực tiếp theo, đảm bảo hành trình liên tục và an toàn.
Một số phi công điều khiển máy bay nhỏ bay theo quy tắc bay bằng mắt (VFR), chỉ dựa vào tầm nhìn và không bắt buộc nộp kế hoạch bay cho Cục Hàng không Liên bang (FAA). Họ chủ yếu nhận hỗ trợ từ Trạm dịch vụ bay (FSS) và tháp không lưu địa phương.
Ngược lại, các phi công thương mại bay theo quy tắc bay bằng thiết bị (IFR), cho phép họ hoạt động trong mọi điều kiện thời tiết. Những chuyến bay này phải nộp kế hoạch bay và được kiểm soát chặt chẽ bởi hệ thống kiểm soát không lưu.
Giả sử có một chuyến bay từ New York tới San Francisco. Giống như mọi chuyến bay thương mại khác, chuyến bay này sẽ tuân theo trình tự điển hình như sau:
Trước chuyến bay (Preflight): Gồm các bước kiểm tra chuyến bay, máy bay rời khỏi cổng khởi hành và lăn bánh đến đường băng.
Cất cánh (Takeoff): Phi công khởi động máy bay và tăng tốc trên đường băng.
Khởi hành (Departure): Máy bay cất cánh khỏi mặt đất và bay lên độ cao bay ổn định.
Trên đường bay (En route): Máy bay di chuyển qua một hoặc nhiều không phận và tiến đến sân bay đích.
Hạ độ cao (Descent): Phi công hạ độ cao và điều khiển máy bay đến sân bay đích.
Tiếp cận (Approach): Phi công căn chỉnh máy bay để hạ cánh xuống đường băng đã chỉ định.
Hạ cánh (Landing): Máy bay hạ cánh trên đường băng đã chỉ định, lăn bánh đến cổng đích và đỗ tại nhà ga.
Trước chuyến bay, phi công sẽ kiểm tra máy bay và nộp kế hoạch bay cho Đài kiểm soát tại sân bay. Tất cả các phi công có sử dụng thiết bị bay (phi công IFR) phải nộp kế hoạch bay ít nhất 30 phút trước khi máy bay di chuyển ra sân bay.
Phi công sẽ xem xét thời tiết dọc theo tuyến đường dự định, lập bản đồ tuyến đường và nộp bản kế hoạch, bao gồm: tên hãng hàng không và số hiệu chuyến bay, loại máy bay và thiết bị, tốc độ bay và độ cao chuyến bay dự định, tuyến bay (sân bay khởi hành, các không phận sẽ bay qua và sân bay điểm đến). Phi công sẽ truyền dữ liệu này đến Đài kiểm soát tại sân bay.
Tại Đài kiểm soát tại sân bay, một nhân viên không lưu được gọi là nhân viên phụ trách dữ liệu bay sẽ xem xét thông tin về thời tiết, kế hoạch bay và nhập kế hoạch bay vào máy chủ của Cục Hàng không Liên bang (FAA). Máy tính sẽ tạo ra một băng phi diễn chuyến bay (BPD). BPD sẽ được chia sẻ giữa các KSVKL trong suốt chuyến bay. BPD chứa tất cả các dữ liệu cần thiết để theo dõi chuyến bay trong suốt hành trình và được cập nhật liên tục.
Sau khi kế hoạch bay được phê duyệt, người phụ trách dữ liệu chuyến bay sẽ cấp phép cho phi công và chuyển dữ liệu bay cho kiểm soát viên không lưu mặt đất trong Đài kiểm soát tại sân bay.
Kiểm soát viên không lưu mặt đất chịu trách nhiệm giám sát mọi hoạt động trên mặt đất, từ lúc máy bay rời cổng cho đến khi ra đường băng cất cánh, và từ đường băng về lại cổng sau khi hạ cánh. Họ hướng dẫn phi công điều khiển máy bay lăn bánh an toàn, sử dụng radar mặt đất để theo dõi chuyển động trong mọi điều kiện thời tiết, đồng thời đảm bảo không có máy bay hoặc phương tiện nào cản trở đường băng hoạt động. Khi máy bay đến vị trí cất cánh, kiểm soát viên mặt đất sẽ bàn giao quyền kiểm soát cho kiểm soát viên không lưu tại sân bay.
Kiểm soát viên không lưu tại sân bay trong tháp không lưu có nhiệm vụ quan sát bầu trời phía trên sân bay và sử dụng radar mặt đất để theo dõi máy bay. Kiểm soát viên này có trách nhiệm duy trì khoảng cách an toàn giữa các máy bay khi chúng cất cánh. Khi mọi điều kiện được xác định an toàn, họ sẽ cho phép phi công cất cánh và cung cấp tần số vô tuyến cho kiểm soát viên khởi hành.
(Còn tiếp…)