Vì sao động cơ máy bay dễ xuống cấp ở vùng khô nóng như sa mạc?

Động cơ phản lực hút vào một lượng lớn không khí ở tốc độ cao để tạo ra lực đẩy cần thiết cho máy bay. Xung quanh các sân bay và ở nơi độ cao thấp, luôn có khả năng các mảnh vụn vật thể lạ bị hút vào động cơ. Chúng có thể làm động cơ hỏng nặng, thậm chí có thể khiến nó bị hỏng hoàn toàn.

Các hạt cát lơ lửng trong không khí tuy rất nhỏ nhưng có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của động cơ phản lực. Động cơ phản lực của máy bay thường vận hành ở vùng sa mạc lại càng dễ bị hư hại hơn do cát sa mạc. Những động cơ này đòi hỏi mức độ bảo trì cao hơn và tuổi thọ của chúng cũng bị giảm đi về lâu dài.

Nhỏ hơn cát đáng kể, bụi cũng là mối lo ngại ngày càng tăng trong ngành hàng không. Vì có kích thước rất nhỏ, nên bụi thường không gây ra mối đe dọa an toàn ngay lập tức nhưng nó có thể làm giảm hiệu suất động cơ của máy bay và mất thêm thời gian bảo trì. Các hạt bụi mịn tích tụ trên bề mặt và từ từ bào mòn hoặc làm rỉ sét các bộ phận bên trong động cơ. Nhìn chung cát sẽ ảnh hưởng đến động cơ về mặt cơ học, tác động có thể thấy nhanh; còn bụi ảnh hưởng đến động cơ về mặt hóa học nhiều hơn và hệ quả phát sinh muộn hơn.


Các hãng hàng không thường hoạt động ở vùng sa mạc như Emirates phải đối mặt với chi phí bảo trì động cơ cao.

Các sân bay có điều kiện gần giống sa mạc, chẳng hạn như ở Dubai hay Delhi, luôn có bụi quanh năm ở gần mặt đất. Tại những sân bay này, sự biến động nhiệt độ trong ngày ảnh hưởng rất lớn đến nồng độ bụi; nhiệt độ ban ngày nóng hơn thúc đẩy sự đối lưu trong khí quyển, tạo ra nhiều bụi hơn so với những buổi tối có nhiệt độ mát hơn. Theo các nhà nghiên cứu, tại Dubai, nồng độ bụi vào ban đêm trên mặt đất có thể thấp hơn 20% so với ban ngày.

Lượng bụi hút vào động cơ còn phụ thuộc vào giai đoạn của chuyến bay và tình trạng động cơ. Chẳng hạn, Khi cất cánh, máy bay sẽ hút phải lượng bụi trên mặt đất cao hơn nhiều so với khi hạ cánh, vì trước khi cất cánh, máy bay dành nhiều thời gian hơn để động cơ chạy ở công suất cao. Có thể làm giảm bụi động cơ bằng cách lên lịch cho máy bay cất cánh vào ban đêm khi trời mát hơn.

Việc hạ cánh cũng sẽ gặp nhiều bụi hơn, nếu như nó diễn ra vào lúc có chu kỳ đối lưu bất lợi. Những chu kỳ đối lưu này ảnh hưởng đến sự phân bố bụi trong khí quyển trong suốt một năm. Vào một số mùa nhất định, các luồng khí đưa những hạt bụi lên độ cao từ 1-3 km, khiến nồng độ bụi ở đây rất lớn. Trong khi đó đây cũng là độ cao để máy bay thực hiện quá trình hạ cánh, vì vậy nó có xu hướng hút phải lượng bụi nhiều hơn vào các mùa này.


Ở các độ cao khác nhau, thời gian máy bay lưu lại và công suất động cơ cũng khác nhau nên rất cần thiết để biết nồng độ bụi thay đổi như thế nào theo độ cao.

Máy bay dừng ở Dubai, Delhi và Niamey, Niger là những địa điểm được thấy là có nhiều bụi nhất, mặc dù sự thay đổi theo mùa và hàng ngày có thể rất đáng kể. Các sân bay như Sydney, Phoenix và Bangkok có ít bụi hơn các sân bay khác, nhưng thỉnh thoảng lại có những cơn bão bụi lớn. May mắn thay những sự kiện bất thường này không đóng góp một lượng đáng kể nào cho động cơ xét về dài hạn.

Khu vực tiêu biểu cho điều kiện hoạt động khô nóng là Trung Đông, nơi đã có nhiều năm xung đột quân sự cùng việc quản lý đất đai và nguồn nước thiếu hiệu quả, chưa kể đến biến đổi khí hậu. Đây là nguyên nhân tiềm tàng dẫn đến sự gia tăng đáng kể sự hỏng hóc động cơ. Việc xây đập ở thượng nguồn các sông Tigris và Euphrates cũng dẫn đến bão cát thường xuyên hơn. Các hãng hàng không hoạt động từ các sân bay trong những vùng được chỉ định là Môi trường Hoạt động Khắc nghiệt (SOE) luôn đặc biệt chú ý đến động cơ máy bay của họ.

Trong một post gần đây trên LinkedIn nói về Tuần lễ Hàng không MRO Trung Đông 2024 sắp được tổ chức tại Dubai, công ty cung cấp dịch vụ bảo trì Lufthansa Technik chỉ ra rằng động cơ của máy bay hoạt động ở vùng sa mạc xuống cấp nhanh hơn bình thường khoảng 3 lần.

Ảnh một động cơ bị hư hỏng nhiều do cát được Lufthansa Technik đăng tải, công ty này cũng đưa ra giải pháp tối ưu hóa động cơ thông minh của mình mang tên SmartLIFE.

Lufthansa Technik cho biết Quản lý hoạt động Bảo trì, Sửa chữa và Đại tu (MRO) cho động cơ là một thách thức phức tạp và tốn kém đối với bất kỳ hãng hàng không nào và chi phí MRO động cơ chiếm khoảng 80% tổng ngân sách MRO của toàn bộ máy bay.

Bên cạnh cát, bụi bẩn, tro núi lửa và chim tấn công đều có hại cho động cơ máy bay, thì nhiệt độ cao cũng là một tác nhân quan trọng. Theo chuyên gia hàng không Ferenc Koncz, hễ nhiệt độ không khí bên ngoài tăng 1°C thì nhiệt độ trong tuabin tăng thêm 2-3°C do tốc độ cao trong động cơ.

Một vài hãng hàng không có thể đạt được tỷ lệ hư hỏng thấp, trong khi những hãng khác lại có tỷ lệ hư hỏng cao hơn nhiều, tùy thuộc vào cấu trúc đường bay của họ. Nếu sân bay đi và đến đều ở trong môi trường sa mạc có nhiệt độ bên ngoài cao thì tỷ lệ xuống cấp cao gấp 5 lần. Con số này giảm đi một nửa nếu chỉ một trong hai sân bay nằm ở vùng sa mạc.

Nhìn chung, môi trường sa mạc đẩy nhanh quá trình hao mòn động cơ máy bay và đặt ra thách thức cho các hãng hàng không vận hành ở đó. Việc bảo trì thường xuyên và kỹ lưỡng là rất quan trọng để giảm thiểu tác động của điều kiện sa mạc, hoạt động lựa chọn vật liệu và lớp phủ cho các bộ phận của động cơ phải phù hợp để chịu được sự mài mòn của môi trường này. Ngoài ra việc điều chỉnh hoạt động bay, chẳng hạn như quy trình cất cánh và hạ cánh, cũng giúp làm giảm mức độ tiếp xúc của động cơ với các yếu tố sa mạc gây hại.

Theo SF.