Máy bay cất cánh và hạ cánh trên đường băng ngắn STOL (short takeoff and landing) là loại máy bay cánh cố định thông thường chỉ yêu cầu về đường băng ngắn để cất cánh và hạ cánh. Nhiều máy bay STOL đã thiết kế cũng có nhiều cách sắp xếp khác nhau để sử dụng trên các đường băng có điều kiện khắc nghiệt (chẳng hạn như cao nguyên hoặc băng). Máy bay STOL, bao gồm cả những máy bay được sử dụng trong các hoạt động hàng không chở khách theo lịch trình, cũng đã được khai thác từ các sân bay STOLport có đường băng ngắn.
Cân nhắc thiết kế
Nhiều máy bay STOL cánh cố định là máy bay bụi (bush plane), mặc dù một số, như de Havilland Canada Dash-7, được thiết kế để sử dụng trên các đường băng đã chuẩn bị sẵn; tương tự như vậy, nhiều máy bay STOL là máy bay bánh đuôi (taildragger), mặc dù có những trường hợp ngoại lệ như PAC P-750 XSTOL, Quest Kodiak, de Havilland Canada DHC-6 Twin Otter và Peterson 260SE. Autogyros (một loại trực thăng mà cánh quạt nâng tự quay mà không được cấp động lực) cũng có khả năng STOL, cần một cú lăn trên mặt đất ngắn để bay trên không, nhưng có khả năng lăn trên mặt đất gần như bằng không khi hạ cánh.
Yêu cầu về chiều dài đường băng là một hàm của bình phương tốc độ bay tối thiểu (tốc độ dừng) và phần lớn nỗ lực thiết kế được dành cho việc giảm con số này. Để cất cánh, tỷ lệ công suất/trọng lượng lớn và lực cản thấp giúp máy bay tăng tốc cho chuyến bay. Quá trình hạ cánh được giảm thiểu bằng phanh mạnh, tốc độ hạ cánh thấp, bộ đảo ngược lực đẩy hoặc bộ phận cản gió (ít phổ biến hơn). Hiệu suất STOL tổng thể được thiết lập theo độ dài của đường băng cần thiết để hạ cánh hoặc cất cánh, tùy theo thời gian nào dài hơn.
Tầm quan trọng không kém đối với chạy trên mặt đất ngắn là khả năng vượt qua các chướng ngại vật, chẳng hạn như đồi, khi cất cánh và hạ cánh. Để cất cánh, tỷ lệ công suất/trọng lượng lớn và lực cản thấp dẫn đến tốc độ leo cao cần thiết để vượt chướng ngại vật. Để hạ cánh, lực cản cao cho phép máy bay lao dốc xuống đường băng mà không tạo ra tốc độ vượt quá dẫn đến thời gian chạy trên mặt đất lâu hơn. Lực cản được tăng lên bằng cách sử dụng các cánh tà (thiết bị trên cánh) và bằng cách trượt về phía trước (khiến máy bay bay ngang một chút trong không khí để tăng lực cản).
Thông thường, một chiếc máy bay STOL sẽ có cánh lớn so với trọng lượng của nó. Những đôi cánh này thường sử dụng các thiết bị khí động học như cánh, rãnh, thanh và máy tạo xoáy. Thông thường, việc thiết kế một chiếc máy bay để có hiệu suất STOL xuất sắc sẽ giảm tốc độ tối đa, nhưng không làm giảm khả năng nâng tải trọng. Tải trọng là rất quan trọng, bởi vì nhiều cộng đồng nhỏ, bị cô lập dựa vào máy bay STOL là liên kết vận chuyển duy nhất của họ với thế giới bên ngoài để chở hành khách hoặc hàng hóa; ví dụ bao gồm nhiều cộng đồng ở phía bắc Canada và Alaska.
Hầu hết các máy bay STOL có thể hạ cánh trên hoặc ngoài sân bay. Các khu vực hạ cánh ngoài sân bay điển hình bao gồm tuyết hoặc băng (sử dụng ván trượt), cánh đồng hoặc bờ sông rải sỏi (thường sử dụng lốp lãnh nguyên áp suất thấp, mỡ đặc biệt) và nước (sử dụng phao): những khu vực này thường rất ngắn và bị cây cao che khuất hay đồi núi. Ván trượt có bánh xe và phao lội nước kết hợp bánh xe với ván trượt hoặc phao, cho phép lựa chọn hạ cánh trên tuyết/nước hoặc đường băng đã chuẩn bị sẵn.
Bộ dụng cụ
Một số công ty sửa đổi máy bay cung cấp bộ dụng cụ STOL để cải thiện hiệu suất trường ngắn.
– Crosswinds STOL ở Wasilla, Alaska, bán bộ dụng cụ STOL cho máy bay hạng nhẹ, bao gồm còng cạnh đầu, tấm chống tràn đầu, phần mở rộng nắp trong và hàng rào STOL. Công ty cung cấp bộ dụng cụ cho Piper PA-12, PA-14, PA-18, PA-20 và 22, Bellanca Champion Model 7 series, Cessna 170B, 180 và 185.
– Horton, Inc, ở Wellington, Kansas, cung cấp bộ dụng cụ STOL dưới tên thương hiệu Horton STOL-Craft, nhấn mạnh rằng các sửa đổi giúp tăng tính an toàn bằng cách cho phép hạ cánh bắt buộc xảy ra ở tốc độ thấp hơn và do đó cải thiện khả năng sống sót. Các sửa đổi của Horton bao gồm một vòng bít mép trước rủ xuống, đầu cánh khum hình nón, đệm kín khe hở bề mặt điều khiển và hàng rào cánh. Công ty cho biết: “Trung bình, bạn có thể mong đợi giảm được 4-7 hl/g ở tốc độ dừng. Bay ở những tốc độ dừng thấp hơn này, bạn có thể giảm 10% khoảng cách cất cánh và hạ cánh”. Bộ dụng cụ Horton STOL có sẵn cho một số mẫu Cessna và Piper PA-28.
– Micro AeroDynamics tiếp thị bộ dụng cụ sửa đổi máy phát điện xoáy cho “lợi ích STOL”. Bộ Micro là những máy tạo dòng xoáy nhỏ được dán vào mép trước của cánh, cũng như mặt dưới của thang máy và trên vây. Bộ dụng cụ có sẵn cho một số lượng lớn các loại máy bay hạng nhẹ.
– Sierra Industries bán bộ dụng cụ STOL của Robertson, được bán trên thị trường với tên R/STOL, bao gồm một vòng bít mép trước rủ xuống, hàng rào cánh, cánh hoa thị rủ xuống và một hệ thống cắt tự động. Công ty nói rằng việc cài đặt “cho phép các phương pháp tiếp cận chậm hơn từ 15 đến 25 MPH và yêu cầu khoảng cách đường băng ít hơn tới 40%”. Bộ dụng cụ R/STOL có sẵn cho các mẫu Cessna khác nhau.
– Stolairus Aviation của Kelowna, British Columbia, đã phát triển Bộ dụng cụ STOL cho de Havilland Canada DHC-2 Beaver và de Havilland Canada DHC-3 Otter để tăng lực nâng và giảm tốc độ dừng máy. Bộ DHC-2 Beaver STOL bao gồm một cạnh đầu có đường viền, các miếng đệm có khe hở, hàng rào cánh và các đầu cánh rủ xuống. Bộ DHC-3 Otter STOL bao gồm một cạnh đầu có đường viền và các đầu cánh rủ xuống.
Cổng STOL (STOLport)
STOLport là một sân bay được thiết kế dành cho các hoạt động của STOL, thường có một đường băng ngắn.
STOLports không phổ biến nhưng có thể được tìm thấy, ví dụ, tại Sân bay Thành phố Luân Đôn ở Luân Đôn, Vương quốc Anh. Cũng có một số STOLports ở Hoa Kỳ được sử dụng cho các hoạt động hàng không chở khách theo lịch trình nhưng hiện không còn tồn tại.
CESTOL
Hành trình – cất cánh và hạ cánh ngắn hiệu quả CESTOL (Cruise-efficient short takeoff and landing), là máy bay có cả yêu cầu về đường băng rất ngắn và tốc độ hành trình cao (lớn hơn Mach 0.8).
Các định nghĩa
Nhiều định nghĩa khác nhau về STOL đã được các cơ quan và quốc gia khác nhau sử dụng vào các thời điểm khác nhau và cho vô số mục đích pháp lý và quân sự. Một số định nghĩa được chấp nhận về STOL bao gồm:
– DOD / NATO: cất cánh và hạ cánh ngắn là khả năng máy bay vượt qua chướng ngại vật cao 15 mét trong vòng 450 m khi bắt đầu cất cánh hoặc hạ cánh, dừng lại trong vòng 450 m sau vượt chướng ngại vật dài 15 m. Còn được gọi là STOL.
– Từ điển quân sự và các thuật ngữ liên quan của Bộ Quốc phòng (JP 1-02) : STOL (cất cánh và hạ cánh ngắn). Hiệu suất STOL của máy bay là khả năng máy bay cất cánh và vượt qua vật cản 15 m trong khoảng cách 457 m kể từ khi bắt đầu chạy cất cánh. Nó cũng phải có khả năng dừng lại trong vòng 457 m sau khi vượt qua chướng ngại vật 15 m khi hạ cánh.
– Từ điển thuật ngữ hàng không : Máy bay, ở một số trọng lượng trong phạm vi trọng lượng khai thác được phê duyệt, có khả năng hoạt động từ đường băng STOL tuân thủ các đặc tính STOL hiện hành và tiêu chuẩn đủ điều kiện bay, hoạt động, tiếng ồn và tiêu chuẩn ô nhiễm” và “tàu bay” có nghĩa là bất kỳ máy móc nào có khả năng xuất phát hỗ trợ trong khí quyển.
– Bộ Giao thông Vận tải Canada và Bộ Giao thông Vận tải Arizona : Máy bay STOL là máy bay có khả năng thực hiện được chứng nhận để thực hiện các phương pháp tiếp cận dọc theo đường trượt 6 độ hoặc dốc hơn và thực hiện các phương pháp tiếp cận trượt ở độ dốc đủ để vượt qua bề mặt tiếp cận trượt 15:1 ở mực nước biển… Một STOL là loại được chỉ định và đánh dấu cụ thể cho các hoạt động của máy bay STOL, đồng thời được thiết kế và bảo trì theo các tiêu chuẩn quy định.
– Cục Hàng không Liên bang Hoa Kỳ : Máy bay nặng hơn không khí không thể cất cánh và hạ cánh theo phương thẳng đứng, nhưng có thể hoạt động trong các khu vực hạn chế hơn đáng kể so với các khu vực thông thường mà máy bay cùng kích cỡ yêu cầu. Xuất phát từ máy bay cất và hạ cánh đường ngắn.
– Từ điển thuật ngữ khoa học & kỹ thuật McGraw-Hill: máy bay cất và hạ cánh đường băng ngắn (STOL), máy bay nặng hơn không khí, có khả năng cất cánh và hạ cánh xuống đất chỉ với một đoạn đường băng ngắn, nhưng không có khả năng thực hiện việc này theo phương thẳng đứng. Định nghĩa chính xác về máy bay STOL chưa được thống nhất trên toàn cầu. Tuy nhiên, nó đã được định nghĩa tạm thời là một chiếc máy bay khi cất cánh chỉ cần 305 m đường băng để vượt qua chướng ngại vật 15 m ở cuối khoảng cách đó và khi hạ cánh có thể vượt qua chướng ngại vật tương tự và sau đó hạ cánh trong vòng 305 m.
– Bách khoa toàn thư Columbia: Chế độ bay STOL là chế độ trong đó máy bay cất cánh hoặc hạ cánh được vận hành ở tốc độ leo ra và tiếp cận thấp hơn tốc độ giới hạn được chấp nhận thông thường của tốc độ trên tốc độ ngừng hoạt động của máy bay khi tắt nguồn.
Ngoài ra, một số nhà sản xuất máy bay tiếp thị sản phẩm của họ dưới dạng STOL mà không cung cấp bằng chứng cho thấy máy bay đáp ứng mọi định nghĩa được chấp nhận./.
Xem thêm:
CẤT CÁNH NGẮN VÀ HẠ CÁNH THẲNG ĐỨNG (STOVL)
CẤT VÀ HẠ CÁNH THẲNG ĐỨNG (VTOL)
CẤT VÀ HẠ CÁNH THẲNG ĐỨNG VÀ/HOẶC ĐƯỜNG BĂNG NGẮN (V/STOL)
CẤT CÁNH BẰNG MÁY PHÓNG, THU HỒI BẮT (CATOBAR)
CẤT CÁNH NGẮN, THU HỒI BẮT (STOBAR)
CẤT CÁNH THẲNG ĐỨNG, HẠ CÁNH THẲNG ĐỨNG (VTVL)
