Câu hỏi của bạn rất hay, khi nói đến tại sao máy bay có thể bay được người ta thường nghĩ ngay đến động cơ phản lực (đang được sử dụng rộng rãi ngày nay) hoặc động cơ cánh quạt (động cơ truyền thống lúc trước) chính là nguyên nhân làm cho máy bay có thể bay được nhưng sự thật không phải như vậy, bằng chứng là chúng ta có loại máy bay không cần động cơ vẫn có thể bay được trên không trung đó chính là tàu lượn (hay còn gọi là Gliders) hoặc gần gũi hơn là cánh diều.

Vậy nguyên nhân nào làm cho máy bay có thể bay được? Không khí, rất đơn giản, chỉ có thể là không khí, và nói một cách chuẩn xác hơn là sức nâng của không khí. Có khi bạn sẽ thắc mắc tại sao không khí có thể nâng được máy bay nặng hàng trăm tấn như loại máy bay Antonov An-225 nặng nhất thế giới với 640 tấn? Mình sẽ giải thích một cách chi tiết.

Tất nhiên là bản thân không khí không thể làm được điều đó nếu không có sự hỗ trợ của cánh máy bay, và sẽ không thể làm dễ dàng hơn nếu không có sự hỗ trợ của động cơ phản lực. Cho nên để hiểu cách máy bay hoạt động trước hết bạn cần phải phân biệt chức năng của cánh máy bay và chức năng của động cơ đẩy (ở đây mình dùng từ "động cơ đẩy" để nói chung cho hai động cơ truyền thống và hiện đại).

Xin lỗi mình vẽ hơi xấu, nhưng ý tưởng thì sẽ như thế này, cánh máy bay có chức năng chống lại lực hút trái đất bằng cách cân bằng giữa lực nâng và lực hút trái đất (tại sao cánh máy bay có thể làm được điều này mình sẽ giải thích sau) giúp máy bay có thể ở trên không trung, động cơ đẩy có chức năng chống lại lực kéo (hay còn gọi là lực cản của không khí) để máy bay có thể di chuyển nhanh hơn trong không trung. Tới đây bạn đã rõ tại sao không cần động cơ đẩy, máy bay vẫn có thể bay rồi được chứ? Cho nên khi hai bộ phận này kết hợp với nhau, máy bay không những vừa bay được trên không trung mà còn đạt tốc độ rất cao.

Khi máy bay đang ở trên không trung với tốc độ ổn định, thì lực nâng sẽ cân bằng với lực hút, lực đẩy sẽ cân bằng với lực kéo. Nhưng, khi máy bay vừa mới cất cánh, chúng ta cần lực đẩy của động cơ lớn hơn lực kéo, do đó, động cơ sẽ chạy hết công suất với mục đích đạt được tốc độ tối đa, tốc độ tối đa này để chi? (để hỗ trợ cho cánh máy bay). Chỗ này hơi khó giải thích nhưng thử tưởng tượng khi bạn đi xe máy dưới trời mưa, nếu bạn đi chậm bạn sẽ thấy nước mưa rơi xuống chẳng ảnh hưởng gì bạn, nhưng nếu bạn đi nhanh 100 km/h, bạn sẽ cảm thấy nước mưa bắn vào mặt rất đau. Điều này cũng tương tự như với cánh máy bay vậy,

Với tốc độ cao, lực tác động của không khí lên cánh máy bay là rất lớn, nhưng lớn không chưa đủ, cấu tạo của cánh máy bay sẽ phải có hình dạng đặc biệt thế nào đó để lợi dụng lực tác động này để có thể nâng máy bay lên, và điểm quan trọng nhất chính là ở đây, hình ảnh ở trên mình giả sử cắt cánh máy bay ra để xem hình cắt của nó, bạn có thể thấy mặt phẳng cắt của cánh máy bay có dạng cong ở trên và phẳng ở dưới, điều này để chi?

Khi cánh máy bay đi xuyên trong không khí, nó sẽ tách không khí thành hai luồng, một luồng không khí đi xuống và luồng còn lại đi lên. Hãy tập trung vào chỗ này, đối với luồng không khí đi xuống, nó dễ dàng đi qua mặt phẳng ra đằng sau cánh máy bay, nhưng đối với luồng không khí đi lên thì sao? Nó sẽ bị mặt cong ở trên làm cho không khí bị "khuếch tán",

Khuếch tán ở đây có nghĩa là gì? Hãy thử liên tưởng bạn đang ở ngoài biển và nhìn thấy các con sóng biển đang đi vào bờ, phía trước nó là một cục đá nhô lên trên bề mặt nước, những con sóng biển không đụng phải cục đá này tiếp tục đi một cách bình thường, những con sóng biển đụng phải cục đá này, nước sẽ bắn tung tóe khi va chạm bề mặt nhô của cục đá lên không trung, chỗ nước va chạm và bị bắn tung tóe này gọi là nước bị khuếch tán.

Chưa xong, khuếch tán không khí như vậy có mục đích gì? Mục đích đó là làm cho các phân tử khí bị loãng ra trong không gian, mà cùng một thể tích không khí, nếu ở trong không gian lớn hơn thì áp suất của nó sẽ nhẹ hơn (nếu bạn nghi ngờ điều này hãy liên tưởng tới các bình xịt khí nén), do đó, áp suất bên trên bề mặt cánh máy bay sẽ thấp hơn áp suất bên dưới bề mặt cánh máy bay. Mà áp suất lớn hơn có xu hướng đẩy vật chất về nơi có áp suất nhỏ hơn (nếu bạn nghi ngờ điều này hãy nghĩ câu hỏi tại sao gió trên trái đất được hình thành), điều này cũng có nghĩa là không khí đang đẩy cánh máy bay đi lên.

Cho nên không khí khi kết hợp với cánh máy bay sẽ tạo một lực đẩy đi lên chống lại lực hút trái đất, nếu lực đẩy lớn hơn hoặc bằng lực hút, máy bay đang thực hiện đúng công việc mà nó được tạo ra để làm. Hy vọng mọi thứ sẽ rõ ràng ngay lúc này.