Khi bước lên một chiếc máy bay, phần lớn hành khách thường chỉ quan tâm đến chỗ ngồi, cửa sổ hay khoang hành lý phía trên đầu. Ít ai để ý đến câu hỏi tưởng như rất cơ bản là nhiên liệu - “nguồn sống” giúp cỗ máy khổng lồ này cất cánh và bay hàng nghìn kilômét được đặt ở đâu?
Thay vì nằm trong thân như nhiều người lầm tưởng, phần lớn nhiên liệu lại được chứa trong đôi cánh. Đây không phải là sự sắp đặt ngẫu nhiên, mà là một quyết định kỹ thuật được nghiên cứu, thử nghiệm và tối ưu suốt nhiều thập kỷ trong lịch sử hàng không.
Nhiên liệu: Thành phần nặng bậc nhất trên máy bay
Một chiếc máy bay thương mại cỡ lớn như Boeing 747 hay Airbus A380 có thể mang theo hơn 100 tấn nhiên liệu cho những hành trình dài xuyên lục địa. Trọng lượng này có thể chiếm tới một phần ba tổng trọng lượng cất cánh.
Nếu toàn bộ nhiên liệu được đặt trong thân, trọng tâm sẽ dồn vào giữa, tạo áp lực rất lớn lên gốc cánh, nơi kết nối giữa cánh và thân. Khi đó, phần cánh phải chịu tải trọng uốn cong cực lớn, buộc các kỹ sư phải gia cố bằng những kết cấu nặng nề và phức tạp, làm tăng khối lượng toàn bộ máy bay, gây tốn nhiên liệu hơn và giảm hiệu quả khai thác.
Ngược lại, khi nhiên liệu được phân bổ trong cánh, tải trọng được san đều, giảm đáng kể mô men uốn tại gốc cánh và duy trì độ bền kết cấu trong suốt hàng chục nghìn giờ bay.
Không chỉ khi cất cánh, trọng tâm máy bay còn thay đổi liên tục trong quá trình bay khi nhiên liệu được tiêu thụ. Nếu nhiên liệu nằm trong thân, mỗi tấn nhiên liệu giảm đi sẽ khiến trọng tâm dịch chuyển rõ rệt, buộc phi công phải điều chỉnh nhiều lần. Điều này không chỉ gây khó khăn cho kiểm soát bay mà còn ảnh hưởng đến hiệu quả khí động học.
Đặt nhiên liệu trong cánh giúp hạn chế sự thay đổi này. Máy bay duy trì ổn định hơn, hệ thống điều khiển tự động hoạt động hiệu quả, mang lại an toàn và sự thoải mái cho hành khách.
Giảm rung lắc, kéo dài tuổi thọ cánh
Cánh máy bay phải chịu rung lắc dữ dội khi luồng không khí va đập ở tốc độ cao. Hiện tượng dao động nguy hiểm luôn là một trong những rủi ro lớn nhất trong thiết kế hàng không.
Nhiên liệu chứa trong cánh có tác dụng như một “khối giảm chấn tự nhiên”, làm giảm biên độ rung, hạn chế hư hỏng và kéo dài tuổi thọ cấu trúc. Nhờ vậy, nhiên liệu không chỉ là nguồn năng lượng mà còn gián tiếp bảo vệ chính đôi cánh.
Một yếu tố quan trọng khác là không gian. Nếu nhiên liệu được chứa trong thân, khoang hành khách và khoang hàng sẽ bị thu hẹp đáng kể. Trong bối cảnh cạnh tranh khốc liệt, các hãng hàng không buộc phải tối đa hóa số ghế và khả năng chở hàng.
Chứa nhiên liệu ở cánh giúp giữ nguyên kích thước thân máy bay, vừa đảm bảo dung tích nhiên liệu lớn, vừa tối ưu không gian khai thác thương mại - yếu tố sống còn với hiệu quả kinh doanh.
Nhiều người nhìn qua cửa sổ thường nghĩ cánh máy bay chỉ là tấm kim loại mỏng manh. Trên thực tế, bên trong là cả một hệ thống khung xương, xà dọc, xà ngang và khoang rỗng khổng lồ có thể chứa hàng chục tấn nhiên liệu. Cấu trúc cánh được làm từ hợp kim nhôm, titan hoặc composite hiện đại, vừa nhẹ vừa chịu lực cực cao. Nhờ vậy, cánh không chỉ tạo lực nâng mà còn kiêm nhiệm vai trò như một “bể chứa an toàn”.
Đặt bình nhiên liệu trong cánh không phải quyết định ngẫu nhiên. Đây là thành quả của hàng thập kỷ nghiên cứu, kết hợp nhiều yếu tố như tải trọng, khí động học, độ bền, hiệu quả kinh tế và sự tiện lợi cho hành khách. Đó là lý do từ các dòng máy bay tầm ngắn như Airbus A320, Boeing 737 cho đến những “siêu máy bay” A380, B747, tất cả đều chọn giải pháp này.
Sự khác biệt trên máy bay quân sự
Nếu máy bay thương mại ưu tiên an toàn, hiệu quả và kinh tế, thì máy bay quân sự lại theo đuổi mục tiêu cơ động và sức mạnh chiến đấu. Đây chính là lý do khiến thiết kế cánh chứa nhiên liệu của hai loại máy bay này có nhiều điểm khác biệt cơ bản.
Trước hết, dung tích nhiên liệu trên máy bay quân sự bị giới hạn do sải cánh nhỏ. Các tiêm kích như F-16, F-35 hay Su-35 chỉ có thể chứa một lượng nhiên liệu trong cánh đủ cho vài giờ bay. Để mở rộng tầm hoạt động, chúng cần đến bình nhiên liệu phụ treo ngoài cánh hoặc thực hiện tiếp dầu trên không - một kỹ thuật phức tạp nhưng bắt buộc nếu muốn duy trì sức mạnh chiến đấu lâu dài.
Bên cạnh đó, yếu tố tàng hình và khí động học cũng được đặt lên hàng đầu. Với những chiến đấu cơ thế hệ 5 như F-35 Lightning II, việc bố trí nhiên liệu trong cánh phải được tính toán để giữ diện tích phản xạ radar ở mức thấp nhất. Trong khi đó, phần thân thường được dành cho khoang vũ khí bên trong, yếu tố then chốt giúp duy trì khả năng tàng hình trên chiến trường hiện đại.
Ngoài ra, thiết kế hệ thống nhiên liệu trên máy bay quân sự phải đảm bảo hoạt động ổn định ngay cả trong những tình huống cơ động gấp. Khi chiến đấu cơ thực hiện nhào lộn, đổi hướng hoặc bổ nhào tấn công, chúng phải chịu gia tốc rất lớn. Hệ thống bơm và van nhiên liệu vì thế được thiết kế phức tạp hơn nhiều so với máy bay thương mại, nhằm đảm bảo nguồn cung liên tục cho động cơ.
Không những vậy, nhiều chiến đấu cơ còn chấp nhận hy sinh dung tích nhiên liệu bên trong để mang thêm vũ khí. Sự đánh đổi này phản ánh rõ ưu tiên chiến lược là hỏa lực quan trọng hơn khả năng bay lâu. Do đó, tiếp dầu trên không trở thành “lá chắn sinh tồn” giúp các phi đội duy trì sức chiến đấu khi hoạt động xa căn cứ.
Sự khác biệt trong thiết kế giữa máy bay thương mại và máy bay quân sự phản ánh hai triết lý đối lập. Với máy bay thương mại, ưu tiên hàng đầu là an toàn, hiệu quả, kinh tế và tối đa hóa số lượng hành khách hoặc hàng hóa. Trong khi đó, máy bay quân sự hướng đến khả năng cơ động, tàng hình, hỏa lực và sự sinh tồn trong môi trường chiến đấu khốc liệt.
Nếu đôi cánh của Boeing 747 hay Airbus A380 được ví như một “bể chứa khổng lồ” nuôi dưỡng hành trình dài xuyên lục địa, thì cánh của F-35 hay Su-35 lại giống như “khoang nhiên liệu chiến thuật” vừa đủ cho nhiệm vụ ngắn và luôn gắn liền với hệ thống hậu cần quân sự hiện đại.
Đôi cánh máy bay không chỉ tạo lực nâng, mà còn là “trái tim thầm lặng” nuôi dưỡng cả hành trình. Thiết kế chứa nhiên liệu trong cánh là minh chứng điển hình cho sự tinh vi và hợp lý trong kỹ thuật hàng không.
Với máy bay thương mại, đó là giải pháp tối ưu hóa an toàn và kinh tế. Với máy bay quân sự, đó là sự đánh đổi giữa dung tích, cơ động và hỏa lực. Và lần tới, khi nhìn ra cửa sổ, có lẽ bạn sẽ thấy đôi cánh không chỉ nâng cả chiếc máy bay lên trời, mà còn mang trong mình cả “kho năng lượng chiến lược” để chinh phục bầu trời.
