Vào mùa đông ở vùng ôn đới, tuyết thường phủ đầy trên mặt đất, trên các tòa nhà và ô tô. Với ô tô thường chỉ cần một cái xẻng hoặc có thể chỉ cần dùng tay để gạt nó ra khỏi xe. Nhưng khi có băng bám trên máy bay, người ta không thể chỉ đơn giản là bỏ qua nó, mà việc khử băng là quy trình rất quan trọng để máy bay được cất cánh an toàn trong điều kiện thời tiết lạnh giá. Quá trình này được gọi là làm tan băng, ngăn băng tích tụ trên máy bay trước khi cất cánh.

Hai nguyên tắc tạo lực nâng


Có hai cách giải thích về nguyên lý bay của phi cơ. Đầu tiên là nguyên lý Bernoulli, giải thích rằng hình dạng lồi của cánh làm tăng tốc độ của luồng không khí phía trên nó trong khi phần đáy phẳng của cánh lại khiến không khí di chuyển chậm hơn. Tốc độ dòng khí lại tỷ lệ nghịch với áp suất, nên tốc độ cao hơn phía trên cánh làm giảm áp suất không khí ở mặt trên, từ đó hút máy bay lên và sinh ra lực nâng. Nguyên lý thứ nhì dựa trên định luật ba Newton, mô tả rằng dòng không khí nặng hơn sẽ va đập vào mặt dưới cánh và bị lệch xuống dưới. Khi đó lực tác động sẽ gặp phải một phản lực (lực nâng) ngang bằng và ngược chiều với nó, nên máy bay sẽ chuyển động hướng lên trên.

Hai nguyên tắc này không loại trừ nhau, chúng đều hoạt động cùng lúc để đưa máy bay lên trời. Nhưng dù cho lực nâng có được giải thích ra sao thì có một điều rõ ràng: Luôn cần một bộ cánh sạch sẽ để không khí lưu chuyển dễ dàng. Nếu luồng không khí quanh cánh bị chặn lại hay bị xáo trộn, thì nó không còn di chuyển trơn tru nữa, từ đó làm giảm lực nâng lên cánh và khiến máy bay dễ gặp sự cố.

Cách băng hình thành trên máy bay


Khi có mưa hay tuyết rơi trên mặt đất thì băng sẽ tích tụ trên máy bay. Điều này là do vỏ máy bay thường có nhiệt độ mát hơn so với xung quanh, nên nó hoạt động giống như một chiếc tủ lạnh và biến nước mưa hoặc tuyết thành băng. Máy bay được thiết kế để di chuyển với tốc độ cao, ngay cả khi thời tiết không thực sự lạnh thì không khí vẫn lạnh hơn đáng kể khi máy bay tăng tốc do hiệu ứng gió lạnh và nhanh chóng biến nước mưa hoặc tuyết thành một lớp băng mỏng bám vào thân máy bay.
 



Ngay cả ở vùng nhiệt đới, băng cũng có thể hình thành trên máy bay. Mặc dù ở nhiệt độ thật sự cao thì băng có thể không hình thành trên thân, nhưng nó vẫn có thể tạo thành bên trong cửa hút gió của máy bay cánh quạt chạy bằng động cơ piston. Khi bay qua một đám mây, nước từ mây có thể lọt vào bên trong động cơ. Những giọt nước này kết hợp với thiết kế cửa hút giúp tăng tốc không khí đi vào bên trong nó, làm nhiệt độ có thể xuống thấp đến mức làm đóng băng các giọt nước và gây hỏng động cơ. Đây là lý do vì sao các phi công kích hoạt chế độ nhiệt của bộ chế hòa khí (carb heat) khi gặp thời tiết xấu, tận dụng khí thải của máy bay để làm nóng dòng khí hút vào và làm tan lớp băng tích tụ.

Hậu quả của băng đối với máy bay


Điều cơ bản mà băng có thể gây ra là thay đổi luồng không khí xung quanh cánh. Không khí phải lưu chuyển liên tục và trơn tru để tạo ra lực nâng. Nếu dòng chảy này bị chặn lại dù chỉ bởi một lớp băng mỏng, nó sẽ làm thay đổi đặc tính khí động học của cánh và khiến nó mất lực nâng. Chuyện này đã xảy ra với chuyến bay 1363 của Air Ontario khi băng tuyết bám trên cánh khiến phi cơ bị rơi sau khi cất cánh.


Tuyết là một mối nguy hiểm đối với máy bay.

Băng cũng chặn các cổng và cảm biến quan trọng. Mọi loại máy bay, từ chiến đấu cơ nhanh nhất và máy bay thương mại lớn nhất cho đến phi cơ tư nhân đơn giản có một động cơ, đều có các đường ống, cổng và cảm biến để xác định tốc độ bay, độ cao và độ nghiêng.

Băng có thể che lấp các cảm biến quan trọng này và làm cho kết quả ghi nhận thiếu chính xác, khiến phi công ra quyết định sai hoặc làm cảm biến máy bay phản hồi không phù hợp. Trong Chuyến bay 447 của Air France năm 2009, băng đã tích tụ trong ống pitot (để đo vận tốc chất lưu) của Airbus A330, dẫn đến việc phi công đọc tốc độ bay không chính xác và gây ra tai nạn giữa Đại Tây Dương.

Băng còn làm cho máy bay trở nên nặng hơn. Lớp băng chỉ dày một cm trên cánh của chiếc Boeing 737 Max 8 cũng có thể nặng tới 275 kg - bằng tải trọng của máy bay cỡ nhỏ hai chỗ ngồi Cessna 152. Sự nặng nề này sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất chuyến bay, đặc biệt là khi máy bay sắp cất cánh và chở theo trọng lượng tối đa cho phép của nó.

Biện pháp khắc phục


Mặc dù người ta đang cố gắng tạo ra các vật liệu chế tạo máy bay có tính năng chống hình thành băng nhưng đến nay vẫn chưa có vật liệu nào được sản xuất. Vì vậy để ngăn băng hình thành thì chúng phải được làm tan ra trước khi cất cánh. Điều này áp dụng với mọi loại từ máy bay cỡ lớn, trực thăng, chiến đấu cơ cho đến máy bay cánh quạt cỡ nhỏ.

Có ba địa điểm thực hiện việc khử băng cho máy bay, gồm chỗ máy bay đang đậu, trên đoạn đường nối (ramp) sau khi máy bay đã lùi ra khỏi cổng hoặc tại khu vực làm tan băng được chỉ định của sân bay. Tại những nơi này nó sẽ được phun chất lỏng khử băng để ngăn băng bám vào thân máy bay.



Chất lỏng làm tan băng không chỉ là nước nóng mà đúng hơn nó là một chất hóa học làm giảm điểm đông đá của nước, giúp ngăn băng hình thành ở nhiệt độ máy bay vận hành. Chất làm tan băng gốc muối không nên sử dụng vì chúng có các ion nên dễ ăn mòn và về lâu dài sẽ làm hỏng máy bay.

Các loại chất khử băng


Có bốn loại chất lỏng làm tan băng được sử dụng trên thế giới, từ Loại I đến IV. Loại I là mỏng nhất, chỉ có thể bảo vệ máy bay khỏi băng tuyết trong vòng từ 6 đến 11 phút. Nếu không cất cánh trong thời gian đó thì phải phun lại. Nó có màu đỏ cam, giúp dễ dàng nhìn thấy bộ phận nào của máy bay được phun.


Loại II là một chất lỏng trong suốt hoặc màu vàng rơm, dày hơn, có tác dụng bảo vệ máy bay từ 20 đến 35 phút. Chất này thường được dùng ở các sân bay lớn, nơi máy bay có thời gian di chuyển trên sân dài hơn trước khi khởi hành. Tuy nhiên nó đòi hỏi máy bay phải cất cánh với tốc độ 185 km/giờ hoặc cao hơn để đảm bảo chất lỏng rơi khỏi máy bay. Nếu không, hiệu suất và khả năng cơ động của máy bay có thể bị ảnh hưởng.



Loại III lại ít dày hơn Loại II, do đó chỉ hữu ích trong vòng từ 10 đến 20 phút. Dù vậy nó chỉ yêu cầu tốc độ cất cánh 111 km/giờ, lý tưởng cho các máy bay chở khách nhỏ hơn. Chất lỏng này có màu vàng-xanh để dễ nhìn thấy hơn trong quá trình phun.

Loại IV là phiên bản mới nhất, nó có màu xanh lục bảo và dày tương đương loại II, cũng đòi hỏi tốc độ cất cánh 185 km/giờ nhưng có thời gian hiệu quả lâu hơn từ 35 đến 75 phút. Vì vậy nó rất hữu ích cho những sân bay đông đúc, nơi độ trễ chuyến bay có thể kéo dài tới một giờ.

Công nghệ làm tan băng là một trong nhiều cách giúp việc đi lại bằng đường hàng không trở thành cách vận chuyển an toàn nhất. Dù đôi khi có những vụ tai nạn hàng không nghiêm trọng và truyền thông hay phóng đại chúng, nhưng chính vì hiếm khi xảy ra nên chúng luôn là những tin tức lớn.