Đường băng cho máy bay phản lực chở khách thường dài từ 2.500 m tới 4.000 m, nhưng không có con số chung cho mọi nơi: cùng một chiếc máy bay, cùng tải trọng, cất cánh ở sân bay cao 2.000 m giữa trưa hè cần đường chạy dài hơn hẳn ở sân bay ven biển sáng sớm. Ba thứ quyết định chiều dài là độ cao sân bay, nhiệt độ không khí và độ dốc mặt đường, cộng với loại máy bay lớn nhất và chặng bay dài nhất mà sân bay muốn phục vụ.
Bốn con số mà một đường băng công bố
Phụ ước 14 của ICAO yêu cầu mỗi đầu đường băng công bố bốn "cự ly công bố" (declared distances). Đây là thứ phi công và phòng tính toán của hãng dùng, chứ không phải chiều dài vật lý của dải bê tông:
| Ký hiệu | Tên đầy đủ | Ý nghĩa |
|---|---|---|
| TORA | Cự ly chạy đà cất cánh | Phần đường băng dùng được để máy bay lăn bánh khi cất cánh |
| TODA | Cự ly cất cánh | TORA cộng khoảng trống (clearway) phía sau, nơi máy bay vừa rời đất có thể bay qua để lên tới độ cao 35 ft |
| ASDA | Cự ly dừng khẩn cấp | TORA cộng khu dừng (stopway) ở cuối, nơi máy bay huỷ cất cánh có thể chạy thêm để dừng |
| LDA | Cự ly hạ cánh | Phần đường băng dùng để hạ cánh, tính từ ngưỡng (có thể bị dời vào trong) |
Một đường băng dài 3.000 m có thể có LDA chỉ 2.700 m vì ngưỡng dời vào 300 m để tránh chướng ngại, nhưng TORA vẫn đủ 3.000 m. Khoảng trống phía sau đường băng thì không được dài quá một nửa TORA. Vì thế, khi hỏi "đường băng dài bao nhiêu", câu trả lời chính xác là bốn con số cho mỗi đầu, ghi trong tài liệu tin tức hàng không của từng nước.
Vì sao máy bay cần đường dài đến vậy
Muốn rời đất, cánh phải tạo đủ lực nâng, tức là máy bay phải đạt một tốc độ nhất định so với không khí. Một máy bay một lối đi đầy tải cần khoảng 260–290 km/h; máy bay thân rộng đi chặng dài nặng hơn còn cần nhiều hơn. Động cơ đẩy máy bay tăng tốc từ đứng yên lên tốc độ đó mất 30–45 giây, đủ để chạy hết hai km đường băng.
Nhưng chiều dài thiết kế không chỉ tính cho cất cánh bình thường. Luật hàng không đòi hỏi tình huống xấu nhất phải nằm gọn trong đường băng: động cơ hỏng đúng lúc tệ nhất, phi công phải quyết định trong tích tắc giữa phanh dừng hoặc tiếp tục cất cánh bằng động cơ còn lại. Cả hai lựa chọn đều phải có đủ chỗ. (Chi tiết về các mốc tốc độ ra quyết định thuộc về chuyện lái máy bay; ở đây chỉ cần biết chúng làm đường băng phải dài hơn mức "vừa đủ cất cánh".)
Với hạ cánh, quy định khai thác của nhiều nước yêu cầu máy bay phản lực phải dừng được trong 60% cự ly hạ cánh khi đường băng khô. Nghĩa là đường băng phải dài gấp khoảng 1,67 lần quãng dừng thực tế. Đường băng ướt thì cộng thêm 15% nữa.
Độ cao và nhiệt độ: không khí loãng là đường băng ngắn đi
Lực nâng của cánh và lực đẩy của động cơ đều phụ thuộc mật độ không khí. Không khí càng loãng, máy bay càng phải chạy nhanh hơn (so với mặt đất) mới đủ nâng, trong khi động cơ lại khoẻ kém đi. Có hai thứ làm không khí loãng:
- Độ cao: lên cao áp suất giảm. Ở độ cao 1.500 m, không khí loãng hơn mực nước biển khoảng 15%.
- Nhiệt độ: không khí nóng giãn nở, nhẹ đi. Một buổi trưa 38 °C ở sân bay ngang mực nước biển, về mặt khí động học giống như đang đứng cao hơn vài trăm mét.
Người trong nghề gộp hai yếu tố này thành "độ cao mật độ" và gọi những sân bay vừa cao vừa nóng là "hot and high" (nóng và cao). Đó là những nơi khó nhất cho máy bay.
Hệ số hiệu chỉnh khi thiết kế
Sổ tay Thiết kế sân bay của ICAO (phần 1, Đường băng) đưa ra các hệ số để kỹ sư quy hoạch tính chiều dài sơ bộ từ "chiều dài chuẩn" của máy bay (đo ở mực nước biển, 15 °C, đường băng phẳng, không gió):
- Cộng thêm 7% cho mỗi 300 m độ cao của sân bay.
- Cộng thêm 1% cho mỗi độ C mà nhiệt độ tham chiếu của sân bay vượt nhiệt độ khí quyển chuẩn ở độ cao đó.
- Cộng thêm khoảng 10% cho mỗi 1% độ dốc dọc hiệu dụng của đường băng khi cất cánh.
Nhiệt độ tham chiếu của sân bay là trung bình nhiệt độ cao nhất hằng ngày của tháng nóng nhất trong năm. Ở Việt Nam, con số này thường trên 33 °C, nên hệ số nhiệt độ luôn đáng kể.
Ví dụ đơn giản: một máy bay cần 2.200 m ở điều kiện chuẩn. Đặt ở sân bay cao 600 m: cộng 14%, thành khoảng 2.510 m. Nhiệt độ tham chiếu 33 °C trong khi nhiệt độ chuẩn ở độ cao đó chừng 11 °C, vượt 22 độ: cộng tiếp 22%, thành khoảng 3.060 m. Đây chỉ là con số sơ bộ cho quy hoạch; tính toán thật dùng số liệu của nhà sản xuất cho từng máy bay.
Những sân bay phải làm đường băng rất dài
Mấy cái tên sau thường được nhắc khi bàn chuyện độ cao và chiều dài:
- Qamdo Bamda (Tây Tạng, Trung Quốc): cao khoảng 4.300 m, đường băng dài khoảng 5.500 m, thuộc hàng dài nhất thế giới cho sân bay dân dụng.
- El Alto (La Paz, Bolivia): cao khoảng 4.060 m, đường băng khoảng 4.000 m.
- Denver (Mỹ): cao khoảng 1.650 m, đường băng dài nhất khoảng 4.877 m (16.000 ft), dài nhất nước Mỹ cho sân bay dân dụng.
- O. R. Tambo (Johannesburg, Nam Phi): cao gần 1.700 m, đường băng dài trên 4.400 m.
Ở những nơi như vậy, có ngày nóng hãng bay phải cắt bớt hàng hoá, khách hoặc nhiên liệu để cất cánh được, hoặc dời giờ bay sang sáng sớm và đêm, khi không khí mát và đặc hơn.
Đường băng ngắn thì sao
Ngược lại, có những đường băng ngắn tới mức chỉ máy bay chuyên dụng mới dùng được. Sân bay trên đảo Saba (vùng Caribe) có đường băng chỉ khoảng 400 m; Courchevel ở dãy Alps (Pháp) dài khoảng 537 m nhưng dốc tới hơn 18%, máy bay hạ cánh lên dốc để giảm tốc và cất cánh xuống dốc để tăng tốc. Những chỗ này chỉ dành cho máy bay cánh quạt nhỏ, phi công phải được huấn luyện và cấp phép riêng.
Phụ ước 14 chia sân bay theo số mã từ 1 đến 4 dựa trên chiều dài đường băng chuẩn mà máy bay cần: dưới 800 m là mã 1, từ 800 đến dưới 1.200 m là mã 2, từ 1.200 đến dưới 1.800 m là mã 3, từ 1.800 m trở lên là mã 4. Số mã cùng với chữ mã (theo sải cánh) quyết định gần như mọi kích thước khác của sân bay: độ rộng đường băng, khoảng cách tới đường lăn, độ rộng dải bảo hiểm.
Đường băng ở Việt Nam dài bao nhiêu
Các sân bay quốc tế chính của Việt Nam nằm thấp, gần mực nước biển, nên lợi thế về độ cao; bất lợi nằm ở nhiệt độ quanh năm cao. Đường băng ở Nội Bài, Tân Sơn Nhất, Đà Nẵng, Cam Ranh nằm trong khoảng 3.000–3.800 m, đủ cho máy bay thân rộng bay chặng dài tới châu Âu. Sân bay Long Thành (Đồng Nai) giai đoạn 1 có đường băng dài 4.000 m, rộng 75 m tính cả lề, để đón được những máy bay lớn nhất. Nhiều sân bay địa phương có đường băng khoảng 2.400–3.000 m, vừa cho máy bay một lối đi như A320, A321.
Sân bay Điện Biên là ví dụ ngược: trước đợt nâng cấp, đường băng ngắn chỉ cho máy bay cánh quạt ATR 72 hạ cánh; sau khi kéo dài và mở rộng, máy bay phản lực A320, A321 mới khai thác được. Chiều dài đường băng ở đây quyết định luôn loại máy bay, giá vé và lượng khách.
Đọc thêm và tự tính
Muốn biết chính xác một đường băng, hãy mở tài liệu tin tức hàng không (AIP) của nước đó, phần sân bay (AD 2), mục cự ly công bố. Ở đó có bốn con số TORA, TODA, ASDA, LDA cho từng đầu. Muốn hiểu sâu hơn về cách quy hoạch, Sổ tay Thiết kế sân bay của ICAO và tài liệu tính năng sân bay mà Boeing, Airbus công bố cho từng dòng máy bay (phần "airport planning") có các biểu đồ chiều dài cất cánh theo độ cao và nhiệt độ, đọc được kể cả với người không học kỹ thuật.
Câu hỏi thường gặp
Đường băng sân bay dài bao nhiêu mét?
Đường băng cho máy bay phản lực chở khách thường dài 2.500–4.000 m. Sân bay nhỏ cho máy bay cánh quạt có thể chỉ 1.000–1.800 m, còn sân bay cao và nóng có thể cần trên 4.500 m.
Vì sao sân bay ở vùng cao cần đường băng dài hơn?
Vì không khí ở trên cao loãng hơn, cánh tạo ít lực nâng và động cơ yếu đi. Máy bay phải chạy nhanh hơn so với mặt đất mới cất cánh được, nên cần quãng chạy dài hơn.
Trời nóng có ảnh hưởng tới cất cánh không?
Có. Không khí nóng loãng hơn, nên quãng chạy đà dài ra. Theo hệ số thiết kế của ICAO, mỗi độ C vượt nhiệt độ chuẩn làm chiều dài đường băng cần thêm khoảng 1%.
TORA, TODA, ASDA, LDA là gì?
Đó là bốn cự ly công bố của một đầu đường băng: quãng chạy đà cất cánh, quãng cất cánh tính cả khoảng trống, quãng dừng khẩn cấp tính cả khu dừng, và quãng dùng để hạ cánh. Phi công dùng bốn con số này để tính tải trọng tối đa.
Đường băng dài nhất thế giới ở đâu?
Trong các sân bay dân dụng đang khai thác, đường băng khoảng 5.500 m của sân bay Qamdo Bamda ở Tây Tạng thường được xếp vào hàng dài nhất. Nó dài như vậy chủ yếu vì sân bay nằm ở độ cao khoảng 4.300 m.
