Danh sách bài viết

Thiết kế cách mạng hóa hình dáng máy bay tương lai

Cập nhật: 07/05/2023

Thiết kế máy bay cánh liền thân có tiềm năng lớn giúp giảm lượng tiêu thụ nhiên liệu và khí thải nhưng đi kèm nhiều thách thức lớn.

Thiết kế cơ bản của máy bay thương mại không thay đổi trong 60 năm qua. Những máy bay hiện đại như Boeing 787 và Airbus A350 có cùng hình dáng chung như Boeing 707 và Douglas DC-8, sản xuất vào cuối thập niên 1950, củng cố kiểu thân ống và cánh thịnh hành ngày nay, theo CNN. Đó là vì hàng không thương mại ưu tiên độ an toàn, thiên về giải pháp đã được thử nghiệm và kiểm tra. Ngoài ra, các phát triển khác về mặt vật liệu và động cơ vẫn phù hợp với thiết kế truyền thống. Tuy nhiên, khi tìm cách giảm khí thải chứa carbon, ngành công nghiệp hàng không đối mặt thách thức lớn hơn các ngành công nghiệp khác do không thể tách rời công nghệ cốt lõi.

JetZero hy vọng có thể đưa máy bay cánh liền thân vào hoạt động năm 2030.
JetZero hy vọng có thể đưa máy bay cánh liền thân vào hoạt động năm 2030. (Ảnh: JetZero).

Một giải pháp là thiết kế "cánh liền thân". Hình dáng máy bay hoàn toàn mới này trông tương tự thiết kế "thân cánh liền khối" mà máy bay quân sự như B-2 sử dụng, nhưng phần cánh có thể tích lớn hơn ở đoạn giữa. Cả Boeing và Airbus đều hứng thú với ý tưởng. Một công ty khác là JetZero ở California cũng đặt mục tiêu đưa máy bay cánh liền thân vào hoạt động sớm nhất năm 2030. Theo Tom O’Leary, nhà đồng sáng lập kiêm giám đốc điều hành JetZero, bộ khung máy bay cánh liền thân có thể giảm 50% lượng tiêu thụ nhiên liệu và khí thải.

Ý tưởng về cánh liền thân không mới. Những nỗ lực nhằm chế tạo máy bay theo thiết kế này đến từ cuối thập niên 1920 ở Đức. Nhà công nghiệp kiêm thiết kế máy bay người Mỹ Jack Northrop từng tạo ra phương tiện như vậy vào năm 1947, truyền cảm hứng cho sự ra đời của máy bay ném bom B-2 vào thập niên 1990.

Lai giữa kiểu thân cánh liền khối với kiểu thân ống và cánh truyền thống, thiết kế cánh liền thân cho phép toàn bộ máy bay tạo ra lực nâng, giảm tối đa lực cản. NASA cho biết thiết kế như vậy giúp tăng hiệu suất nhiên liệu, tạo ra khu vực chở hàng hoặc hành khách lớn hơn ở giữa thân máy bay. Họ đã kiểm tra thiết kế trên máy bay thử nghiệm X-48.

Qua hơn 120 chuyến bay thử nghiệm từ năm 2007 đến năm 2012, hai máy bay X-48 không người lái điều khiển từ xa chứng minh tính khả thi của thiết kế. Máy bay loại này sẽ có sải cánh lớn hơn một chút so với Boeing 747 và có thể hoạt động ở các nhà ga sân bay hiện nay. Theo NASA, máy bay cánh liền thân cũng nhẹ, tạo ra ít tiếng ồn và khí thải, có chi phí vận hành thấp hơn máy bay vận chuyển thông thường. Năm 2020, Airbus chế tạo một máy bay cánh liền thân nhỏ dài khoảng 1,8 m và bày tỏ hứng thú tạo ra máy bay kích thước thật trong tương lai.

Theo O’Leary, một thách thức kỹ thuật khiến các nhà sản xuất chùn bước. "Đó là áp lực đối với phần thân không phải hình trụ. Máy bay hình trụ chịu các chu kỳ giãn nở và co ngót thường xuyên đi kèm mỗi chuyến bay tốt hơn. Thiết kế thân ống và cách phân tách áp lực riêng rẽ lên thân và cánh máy bay. Nhưng thiết kế cánh liền thân nối liền hai bộ phận với nhau. Hiện nay, chúng tôi chỉ có thể xử lý bằng vật liệu composite vừa nhẹ vừa bền", O’Leary cho biết.

Hình dáng mới sẽ khiến nội thất máy bay trông khác hẳn so với máy bay thân rộng ngày nay. Cùng một lượng hành khách, máy bay cánh liền thân có thể có 15 - 20 hàng ghế dọc cabin, tùy theo cấu hình mỗi hãng hàng không lựa chọn. O’Leary cho rằng mẫu máy bay tương đồng nhất với máy bay cánh liền thân về mặt kích thước là Boeing 767. Máy bay thân rộng hai động cơ này được giới thiệu vào thập niên 1980, có thể chở khoảng 210 hành khách. JetZero muốn phát triển đồng thời 3 phiên bản máy bay cánh liền thân dùng để chở khách, chở hàng và chở nhiên liệu. Chuyến bay đầu tiên dự kiến diễn ra năm 2027.

Tuy nhiên, chế tạo một máy bay hoàn toàn mới từ con số 0 là nhiệm vụ khổng lồ. Mục tiêu của JetZero có vẻ tham vọng bởi toàn bộ quá trình xin giấy phép đầy đủ cho ngay cả một máy bay hiện hành vẫn mất nhiều năm liền. Một lợi thế mà JetZero đang có là mẫu máy bay ban đầu sẽ tận dụng động cơ từ máy bay thân hẹp như Boeing 737, sau đó chuyển sang động cơ không thải khí hoạt động bằng hydro.

Nhìn chung, thiết kế cánh liền thân là ý tưởng cách mạng có nhiều tiềm năng, nhưng cũng đi kèm nhiều trở ngại, đặc biệt là độ phức tạp về mặt khí động tăng lên khiến quá trình thiết kế và thử nghiệm trở nên khó khăn, thách thức ở quy định quản lý và xin giấy phép và hình dáng có thể không phù hợp với cơ sở hạ tầng sân bay hiện nay.


    Nguồn: /

    "Hỏi cung" robot AI tân tiến nhất thế giới: Câu trả lời khiến cả khán phòng chết lặng!

    Các ngành công nghệ

    Giọng điệu trong các câu trả lời của robot AI này còn có phần nham hiểm!

    Trung Quốc chế tạo pin từ canxi: Rẻ hơn, bền hơn pin lithium

    Các ngành công nghệ

    Nghiên cứu được kỳ vọng sẽ mở đường cho các công nghệ pin rẻ hơn và an toàn hơn pin lithium-ion trong khi vẫn cung cấp công suất năng lượng tương đương về mặt lý thuyết.

    Sắp ra mắt tai nghe siêu âm khử tiếng ồn

    Các ngành công nghệ

    Nói lời tạm biệt với những chiếc tai nghe thông thường, tai nghe siêu âm mới có khả năng khử tiếng ồn và âm thanh không gian tốt hơn.

    Elon Musk công bố XMail, cạnh tranh với Gmail

    Các ngành công nghệ

    Một số chuyên gia tin rằng, XMail có thể là nhân tố thay đổi cuộc chơi trong ngành dịch vụ email mà Gmail đã thống trị trong hơn một thập kỷ.

    Tình cờ phát hiện máy vi tính đầu tiên trên thế giới sau hơn 50 năm

    Các ngành công nghệ

    Hai trong số ba chiếc máy vi tính Q1 còn sót lại đã được tình cờ tìm thấy sau lần cuối cùng được sử dụng bởi một công ty khoan dầu vào những năm đầu 1970.

    Phát triển thành công vỏ pin giúp ô tô điện nhẹ hơn 10%

    Các ngành công nghệ

    Nhà sản xuất kim loại Nhật Bản Proterial đã phát triển thành công một loại vật liệu mới sử dụng làm vỏ pin xe điện (EV) có khả năng chặn sóng điện từ.

    Giải mã Sora - AI tạo video gây sốt của OpenAI

    Các ngành công nghệ

    Sora không tạo video bằng cách ghép nhiều ảnh mà kết xuất các pixel theo thời gian thực dựa trên hiểu biết về chuyển động vật lý.

    Trong tương lai, robot trở thành luật sư của bạn sẽ như thế nào?

    Các ngành công nghệ

    Kịch bản robot thay thế luật sư thật tại tòa án ở thời điểm hiện tại có thể vẫn chỉ là đièu diễn ra trong khoa học viễn tưởng.

    Elon Musk cho biết: "Người cấy chip não có thể di chuột bằng ý nghĩ"

    Các ngành công nghệ

    Elon Musk cho biết người thử nghiệm ghép chip não đầu tiên của Neuralink đã điều khiển được chuột máy tính thông qua suy nghĩ.