Thông thường, hầu hết các máy bay thương mại đều hoạt động ở độ cao khoảng 10,6km (độ cao cụ thể sẽ được chỉ định bởi cơ quan kiểm soát không lưu dọc theo tuyến đường) và được chứng nhận bay ở độ cao lên tới hơn 12km. Một số máy bay thân rộng nhất định, chẳng hạn như Airbus A380, Airbus A350 và Boeing 787, có chứng nhận cao hơn, đạt tới 13,1km (với một số biến thể, như 787-10 và A350-1000, được đánh giá thấp hơn ở mức 12,52km và 12,6km).Tuy nhiên, do hạn chế về giao thông hàng không, chúng có thể không hoạt động thường xuyên ở những độ cao này.

Trong khi đó, hầu hết các máy bay phản lực tư nhân cỡ vừa và lớn thường hoạt động ở độ cao lớn hơn mức này, thậm chí vượt ngưỡng cho phép do lưu lượng hàng không giảm và ít hạn chế hơn. Theo Simple Flying, nhiều loại máy bay, bao gồm Gulfstream G650 và G650ER, Bombardier Global Express hoặc máy bay phản lực Challenger, Cessna Cites X và Dassault Falcon 7X, có chứng nhận bay ở độ cao 15,5km. Trong khi đó, máy bay phản lực Embraer Legacy và Praetor, cùng với máy bay phản lực Cessna Cites Longitude và Excel, có chứng nhận bay độ cao thấp hơn một chút, giới hạn ở mức 13,7km.

Theo Intereresting Engineering, có nhiều lý do giải thích cho sự chênh lệch đáng kể về độ cao khi bay ở chế độ bay hành trình giữa máy bay tư nhân so với máy bay thương mại. 

Tiêu chuẩn an toàn

An toàn là mối quan tâm hàng đầu đối với tất cả các máy bay, nhưng máy bay tư nhân có sự linh hoạt hơn về các quy định và hệ thống. Trong trường hợp xảy ra sự cố giảm áp suất trong cabin, máy bay thương mại phải nhanh chóng hạ độ cao xuống độ cao an toàn dưới 3km để cấp đủ oxy cho hành khách. 

Điều này máy bay phải đáp ứng được những yêu cầu đặc biệt trong thiết kế thân vỏ và động cơ, cũng như phải trang bị các thiết bị an toàn như mặt nạ dưỡng khí và cầu trượt khẩn cấp. Trong khi đó, máy bay phản lực tư nhân có thể hạ độ cao nhanh hơn và có mức điều áp cabin cũng như nguồn cung cấp oxy khác nhau. Nguy cơ máy bay tư nhân bị hư hỏng phần thân do trục trặc động cơ cũng thấp hơn, do động cơ nằm phía sau máy bay và cách xa cabin điều áp.

Máy bay tư nhân nhanh hơn và hiệu quả hơn

Việc bay ở độ cao lớn hơn cũng mang lại lợi ích về hiệu suất và khả năng tiết kiệm nhiên liệu. Ở độ cao lớn hơn, không khí loãng và mát hơn, giúp cải thiện hiệu suất của động cơ phản lực và giảm mức tiêu thụ nhiên liệu. Tất nhiên, điều này phải được cân bằng với lượng nhiên liệu cần thiết để máy bay có thể đạt được độ cao đó. Đây lại là một vấn đề đối với các máy bay thương mại có trọng lượng nặng hơn. 

Động cơ của máy bay phản lực tư nhân cũng hệ số bỏ qua (bypass ratio) tốt hơn. Điều này có nghĩa, động cơ sử dụng nhiều không khí từ phần lõi hơn là từ phần cánh quạt bao quanh. Điều này tối ưu hóa hiệu suất của động cơ ở độ cao lớn hơn.

Tầm quan trọng của kích cỡ máy bay

Máy bay phản lực tư nhân được thiết kế linh hoạt và hiệu quả, với tỷ lệ công suất trên trọng lượng cao hơn máy bay thương mại. Điều này có nghĩa là chúng có thể leo và duy trì tốc độ ở độ cao lớn hơn, nơi không khí loãng hơn và có ít lực cản hơn. 

Mặt khác, máy bay thương mại nặng và cồng kềnh hơn do phải chở nhiều hành khách và hàng hóa. Chúng cũng cần những phần cánh có kích thước khổng lồ để hỗ trợ trọng lượng của chúng ở độ cao lớn hơn. Đó là lý do tại sao một số mẫu máy bay, chẳng hạn như Boeing 777X, có cánh gập để tiết kiệm không gian trên mặt đất.

Trải nghiệm mượt mà hơn khi ở trên cao

Thời tiết và các vùng nhiễu động trong không khí cũng ảnh hưởng đến sự thoải mái và an toàn khi bay. Khi bay ở độ cao 10,6km, các máy bay thương mại gần như không bị ảnh hưởng bởi các hiện tượng thời tiết, nhưng chúng vẫn có thể gặp phải sự nhiễu động trong không khí do gió cắt hoặc dòng phản lực. Điều này có thể gây khó chịu cho hành khách và phi hành đoàn, cũng như tạo ra áp lực lên cấu trúc trên máy bay. Máy bay phản lực tư nhân có thể tránh được những vấn đề này bằng cách bay cao hơn nữa, nơi không khí yên tĩnh và ít nhiễu động hơn. Các phi công máy bay phản lực tư nhân cũng có nhiều lựa chọn để thay đổi hướng bay hoặc độ cao nếu gặp thời tiết xấu hoặc nhiễu động không khí.

Lưu lượng giao thông hàng không ít hơn

Giao thông hàng không là một yếu tố khác ảnh hưởng đến việc lựa chọn độ cao. Các máy bay thương mại phải tuân theo đường bay và độ cao được xác định trước, vốn thường rất ‘đông đúc’ do có nhiều máy bay khác hoạt động ở độ cao này.

Điều này có thể dẫn đến các sự cố như chậm chuyến, chuyển hướng chuyến bay cũng như cũng như tăng lượng tiêu thụ nhiên liệu và mức độ xả thải. Ở chiều ngược lại, máy bay tư nhân được tự do hơn trong việc lựa chọn lộ trình và độ cao, vốn ‘thông thoáng’ hơn so với các độ cao thông dụng. Điều này giúp tiết kiệm thời gian và tiền bạc cũng như giảm tác động đến môi trường.

Tham khảo Interesting Engineering