Đường chim bay là từ ngữ để chỉ khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm trên Trái Đất theo trắc địa trên mặt một hình cầu. Nói cách khác, đường chim bay là cách di chuyển theo hình một đường thẳng, tránh những đoạn gấp khúc mà làm cho đoạn đường đi dài hơn do vị trị trí địa lý. Khoảng cách đường chim bay hiểu một cách đơn giản là khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm A và B giả sử giữa A và B không có vật cản. Tên gọi khoảng cách đường chim bay xuất phát từ ý tưởng "con chim bay một mạch từ A đến B mà không phải rẽ vòng vào bất kì chỗ nào".
Lấy đường sắt Bắc Nam làm thí dụ thì từ thành phố Hồ Chí Minh ra Hà Nội là 1726 km nhưng tính đường chim bay chỉ có 1140 km.
Gần đây công luận lại ồn ào về “Đường bay vàng”. Các chuyên gia, các nhà khoa học, các nhà báo phát biểu rất nhiều, duy có một điểm cốt yếu để tính toán và so sánh hiệu quả của các đường bay, là chiều dài đường bay, thì mọi người ít nói đến, hoặc chỉ nêu ra con số, nhưng mỗi người một khác không ai giống ai, và không chứng minh những con số đó xuất xứ từ đâu. Hơn nữa, nhiều người không phân biệt ba tuyến đường bay do Cục Hàng không Việt Nam hoạch định trong 3 thời kì, và không phân biệt hoặc lẫn lộn khoảng cách theo đường chim bay [khoảng cách địa lý] với chiều dài đường bay thực tế.
Thực ra chiều dài đường bay hoàn toàn có thể tính toán một cách chính xác, bằng kiến thức toán học của học sinh tốt nghiệp phổ thông, chứ không như một số người tuyên bố rằng không thể tính toán được, hoặc có người bịa ra rằng phải tính toán bằng toán học cao cấp cho dù họ chẳng hiểu gì về toán cao cấp, càng không cần thiết phải dùng đến phương pháp bay thử bằng simulator như Cục hàng không VN.
Chiều dài đường bay gồm:
- Chiều dài địa lý: là khoảng cách theo đường chim bay từ sân bay xuất phát đến sân bay mục tiêu nếu bay thẳng, hoặc tổng các khoảng cách theo đường chim bay giữa các điểm mà máy bay bay qua, [vị trí địa lý theo bản đồ đường bay].
- Chiều dài cất cánh: gồm quãng đường bay thẳng từ khi rời mặt đất đến khi bắt đầu quay vòng chuyển hướng [nếu có chuyển hướng], cộng với chiều dài đường bay vòng để chuyển hướng.
- Chiều dài hạ cánh: gồm chiều dài đường bay vòng để chuyển hướng [nếu có chuyển hướng] trước khi hạ cánh, cộng với quãng đường bay thẳng tối thiểu theo hướng đường băng, kể từ vị trí hoàn thành chuyển hướng đến đường băng của sân bay.
Trước hết xin lưu ý rằng đường bay Hà Nội – Sài Gòn [thực ra từ Nội Bài đến Tân Sơn Nhất và ngược lại] ngoài đường bay thẳng theo kiến nghị của phi công Mai Trọng Tuấn [đề xuất đầu tiên vào năm 1983], mà công luận gọi là “đường bay vàng”, còn có ba đường bay do Cục hàng không Việt Nam hoạch định.
- Chiều dài địa lý của 4 đường bay này: Đường bay thẳng [vàng]Đường bay trước năm 2009
- Đường bay thẳng: từ Nội Bài, bay thẳng đến sân bay Tân Sơn Nhất. Theo tính toán chính xác Chiều dài địa lý là 1163 Km
- Đường bay trước năm 2009:xuất phát từ Nội Bài, bay qua trạm Ninh Bình, sân bay Đà Nẵng, sân bay Buôn Mê Thuột, trạm Xuân Lộc cũ đến sân bay Tân Sơn Nhất. Theo tính toán chính xác Tổng chiều dài địa lý là 1305 Km
- Đường bay sau 2009:Năm 2009 phi công Mai Trọng Tuấn lại tiếp tục đề xuất, được công luận hết sức ủng hộ, Hội Khoa học Kinh tế Việt Nam đã tổ chức một Hội thảo rất lớn, có sự tham gia của đông đảo của các nhà Khoa học, hầu hết đã ủng hộ đường bay thẳng, chỉ có Cục Hàng không là phủ định. Sau Hội thảo Cục Hàng không trình Thủ tướng Chính phủ ký quyết định chấm dứt mọi thảo luận về “đường bay vàng”.
Nhưng cuối năm 2009 Cục Hàng không đã lẳng lặng điều chỉnh đường bay, chúng tôi biết được lộ trình của đường bay này nhờ đọc bài báo của VnExpress ngày 26/08/2014, từ Nội Bài đi qua trạm Nam Hà, trạm HaMin, sân bay Huế, sân bay Buôn Ma Thuột, trạm Xuân Lộc cũ đến sân bay Tân Sơn Nhất. Theo tính toán chính xác Tổng chiều dài địa lý là 1288 Km, so với đường bay trước năm 2009 rút ngắn được 1305 – 1288 = 17 Km.
- Đường bay hiện nay: Thực ra chúng tôi chưa có cơ hội nhìn thấy bản đồ lộ trình đường bay hiện nay của Cục Hàng không, cũng không biết bắt đầu sử dụng đường bay này vào thời điểm nào. Chỉ biết theo lời của ÔngCục trưởng Cục Hàng không Lại Xuân Thanh, đường bay Hà Nội – Sài Gòn hiện nay dài 1274 Km. Rất thú vị là con số của Ông Cục trưởng Cục Hàng không Lại Xuân Thanh hoàn toàn trùng khớp với kết quả Bài toán xác định đường bay ngắn nhất nằm trọn trong không phận Việt Nam của chúng tôi, có đáp số chiều dài đường bay là 1274 Km. Theo tính toán của chúng tôi, Đường bay này xuất phát từ Nội Bài, bay qua một điểm ở phía đông sân bay Pleiku [kinh độ: 108 độ 8 phút 20 giây], cách sân bay khoảng 14 Km, qua trạm Xuân Lộc mới [kinh độ: 107 độ 11 phút 30 giây], cách trạm Xuân Lộc cũ khoảng 23 Km về phía Tây, đến sân bay Tân Sơn Nhất. Theo tính toán chính xác Tổng chiều dài địa lý là 1261 Km, so với đường bay trước năm 2009 rút ngắn được 1305 – 1261 = 44 Km.
Quý vị độc giả quan tâm đến cách tính Chiều dài địa lý của đường bay, xin mời xem phần Phụ lục ở cuối bài này.
- Chiều dài Đoạn đường bay cất cánh, hạ cánh:
Ở mỗi sân bay, phương hướng đường băng, hướng cất cánh, hạ cánh là cố định. Dẫn đến chiều dài đoạn đường bay cất cánh, hạ cánh sẽ khác nhau tùy từng trường hợp cụ thể. Chiều dài này phụ thuộc vào hướng mục tiêu so với hướng cất cánh hạ cánh, có hay không cần chuyển hướng, phụ thuộc vào bán kính vòng quay tối thiểu của từng loại máy bay, phụ thuộc vào chiều dài tối thiểu mà máy bay cần phải bay thẳng khi vừa cất cánh hoặc khi chuẩn bị hạ cánh.
Xét đường bay từ Hà Nội đến Sài Gòn:
- Chiều dài cất cánh của các tuyến bay của Cục Hàng không: ở sân bay Nội Bài hướng cất cánh gần trùng với hướng từ Đông sang Tây, máy bay sau khi cất cánh phải bay một quãng đường thẳng, khoảng 9 Km, rồi mới quay ¼ vòng [90 độ] để bay về hướng Nam. Bán kính quay vòng khoảng 7 Km, chiều dài ¼ vòng là bán kính x [pi]/2 = 7 x 3,14/2 = 11 Km. Tổng chiều dài của bay thẳng và bay vòng là 9 + 11 = 20 Km. Cần lưu ý khi bay được ¼ vòng, máy bay đồng thời đã lấn xuống phía Nam được một khoảng bằng bán kính [7km], như vậy chiều dài đoạn đường bay cất cánh chỉ là 20 Km – 7 Km = 13 Km.
- Chiều dài hạ cánh của các tuyến bay của Cục Hàng không: ở Tân Sơn Nhất hướng hạ cánh từ gần trùng với hướng từ Đông sang Tây, trong khi đoạn cuối cùng máy bay bay từ Xuân Lộc về Sài Gòn cũng theo hướng Đông – Tây, cho nên máy bay không cần phải xoay vòng chuyển hướng, vì vậy chiều dài hạ cánh bằng 0.
- Chiều dài cất cánh của đường bay thẳng: tương tự Chiều dài cất cánh của các tuyến bay của Cục Hàng không, là 13 Km
- Chiều dài hạ cánh của đường bay thẳng: ở Tân Sơn Nhất hướng hạ cánh từ gần trùng với hướng từ Đông sang Tây, trong khi máy bay từ Hà Nội bay theo hướng Bắc Nam, nên phải quay ¼ vòng [90 độ] để bay về hướng Tây. Chiều dài đoạn đường hạ cánh tương tự như chiều dài đoạn đường cất cánh, bằng khoảng 13 Km.
Xét đường bay từ Sài Gòn đến Hà Nội:
- Chiều dài cất cánh của các tuyến bay của Cục Hàng không: ở sân bay Tân Sơn Nhất hướng cất cánh gần trùng với hướng từ Đông sang Tây, máy bay sau khi cất cánh phải bay một quãng đường thẳng, khoảng 9 Km, rồi mới quay 1/2 vòng [180 độ] để bay về hướng Đông đến trạm Xuân Lộc. Bán kính quay vòng khoảng 7 Km, chiều dài 1/2 vòng là bán kính x [pi] = 7 x 3,14 = 22 Km. Sau đó, máy bay phải bay thẳng thêm 9 Km nữa để đến vị trí tương đương với vị trí xuất phát. Như vậy Tổng chiều dài của đoạn cất cánh là 9 Km + 22 Km + 9 Km = 40 Km.
- Chiều dài hạ cánh của các tuyến bay của Cục Hàng không: ở Nội Bài hướng hạ cánh gần trùng với hướng từ Đông sang Tây, trong khi máy bay bay theo hướng từ Nam ra Bắc, máy bay cần phải xoay vòng 90 độ chuyển hướng. Chiều dài hạ cánh xuống Nội Bài tương tự chiều dài cất cánh từ sân bay Nội Bài, bằng khoảng 13 Km.
- Chiều dài cất cánh của đường bay thẳng: ở Tân Sơn Nhất hướng cất cánh gần trùng với hướng từ Đông sang Tây, máy bay sau khi cất cánh phải bay một quãng đường thẳng, khoảng 9 Km, rồi mới quay ¼ vòng [90 độ] để bay về hướng Bắc. Bán kính quay vòng khoảng 7 Km, chiều dài ¼ vòng bằng bán kính x [pi]/2 = 7 x 3,14/2 = 11 Km. Tổng chiều dài của bay thẳng và bay vòng là 9 + 11 = 20 Km. Cần lưu ý khi bay được ¼ vòng, máy bay đồng thời đã lấn lên phía Bắc được một khoảng bằng bán kính [7km], như vậy chiều dài đoạn đường bay cất cánh chỉ là 20 Km – 7 Km = 13 Km.
- Chiều dài hạ cánh của đường bay thẳng: Chiều dài hạ cánh xuống Nội Bài tương tự chiều dài hạ cánh của các tuyến bay của Cục Hàng không, bằng khoảng 13 Km.
- Chênh lệch Tổng chiều dài của các đường bay so với đường bay thẳng, Km
Đường bay Hà Nội - Sài gòn
Đường bay Sài Gòn - Hà Nội
Bay thẳng
Trước 2009
Sau 2009
Hiện nay
Bay thẳng
Trước 2009
Sau 2009
Hiện nay
1. Chiều dài địa lý:
Tổng Chiều dài địa lý, Km
1163
1305
1288
1261
1163
1305
1288
1261
Chênh lệch chiều dài địa lý so với bay thẳng, Km
0
142
125
98
0
142
125
98
2. Tồng chiều dài đường bay:
- Tổng Chiều dài địa lý, Km
1163
1305
1288
1261
1163
1305
1288
1261
- Chiều dài cất cánh, Km
13
13
13
13
13
40
40
40
- Chiều dài hạ cánh, Km
13
0
0
0
13
13
13
13
- Tồng chiều dài đường bay, Km
1189
1318
1301
1274
1189
1358
1341
1314
3. Chênh lệch Tổng chiều dài các đường bay so với Tổng chiều dài đường bay thẳng, Km
0
129
112
85
0
169
152
125
- Chênh lệch chiều dài bình quân của đường bay Hà Nội – Sài Gòn và Sài Gòn – Hà Nội so với đường bay thẳng
Bay thẳng
Trước 2009
Sau 2009
Hiện nay
Tổng Chiều dài đường bay HN – SG, Km
1189
1318
1301
1274
Tổng Chiều dài đường bay SG – HN, Km
1189
1358
1341
1314
Chiều dài trung bình HN-SG và SG-HN, Km
1189
1338
1321
1294
Tổng Chiều dài đường bay thẳng [vàng], Km
1189
1189
1189
1189
Chênh lệch Tổng chiều dài trung bình so với Tổng chiều dài bay thẳng, Km
0
149
132
105
Phụ lục: Cách tính Chiều dài địa lý của đường bay
Để có thể đưa ra thông tin khách quan và chính xác theo khoa học, chúng tôi xin giới thiệu cách tính và kết quả tính toán.
Tính khoảng cách theo đường chim bay giữa 2 điểm trên mặt đất [mặt cầu] là một bài tính thuộc hình học cầu. Nhưng cũng có thể tính được hoàn toàn chính xác với môn hình học không gian của học sinh cấp 3 phổ thông, tuy hơi rắc rối một chút.
Mỗi điểm trên mặt đất được xác định bởi tọa độ địa lí trong hệ tọa độ kinh vĩ được toàn thế giới công nhận, nghĩa là mỗi điểm đều có kinh độ [k] và vĩ độ [v]. Điểm A có kinh độ kA và vĩ độ vA, Điểm B có kinh độ kB và vĩ độ vB,
Tính khoảng cách từ A đến B trên mặt cầu bằng 3 bước:
Bước thứ 1: tính góc G, là góc nhìn hai điểm A và B từ tâm Trái Đất theo công thức:
cos [G] = cos[vA] x cos[vB] x cos[kA-kB] + sin[vA] x sin[vB]
Bước thứ 2: Tính bán kính Trái Đất tại vị trí tương ứng.
Do quả đất không hoàn toàn là hình cầu, nó bị dẹp hai đầu, cho nên bán kính quả đất lớn nhất ở xích đạo, gọi là bán trục lớn a, a = 6378.1 Km, còn ở hai cực bán kính nhỏ nhất, gọi là bán trục nhỏ b, b = 6358.6 km. Nghĩa là bán kính Trái Đất tăng dần từ Bắc xuống Nam, bán kính ở sân bay Nội Bài sẽ nhỏ hơn bán kính ở sân bay Tân Sơn Nhất. Trị số Bán kính R hoàn toàn phụ thuộc vào vĩ độ v, được tính theocoong thức sau:
R = a . b/[[b.b.cosv.cosv + a.a.sinv.sinv]1/2]
Bán kính trung bình Rtb của khoảng giữa 2 điểm A và B là: Rtb = [RA+RB]/2
Bước thứ 3: Chiều dài địa lý [Khoảng cách theo đường chim bay] L giữa hai điểm A và B:
- Khoảng cách ở trên mặt đất: L = Rtb x G
- Khoảng cách ở độ cao h: L = [Rtb + h] x G.
Lưu ý rằng góc G là góc nhìn hai điểm A và B từ tâm Trái Đất, được tính bằng đơn vị Radian.
Áp dụng những điều vừa trình bày, có thể tính chính xác khoảng cách theo đường chim bay giữa tâm điểm sân bay Nội Bài và tâm điểm sân bay Tân Sơn Nhất ở độ cao h = 10 Km
Tọa độ của tâm điểm của sân bay Nội Bài là: kinh độ: 105 độ 48phút 26 giây, vĩ độ: 21 độ 13 phút 18 giây
Tọa độ của tâm điểm của sân bay Tân Sơn Nhất là: kinh độ: 106 độ 39 phút 07 giây, vĩ độ: 10 độ 49 phút 08 giây.