Từ giấc mơ đến hiện thực: Tương lai của máy bay cánh bay đang thành hình

[Bui Nhat Minh]

Vào tháng 2/1938, kỹ sư Hall Hibbard của Lockheed từng chia sẻ với tạp chí Popular Mechanics về một ý tưởng táo bạo: một chiếc máy bay hoàn toàn không có thân, chỉ là một chiếc cánh khổng lồ một khái niệm được gọi là "cánh bay" (flying wing). Khi ấy, nó vẫn còn là viễn tưởng. Nhưng gần một thế kỷ sau, giấc mơ đó đang dần trở thành hiện thực.

Năm 2020, Đại học Công nghệ Delft (Hà Lan) và hãng hàng không KLM đã thử nghiệm một nguyên mẫu có tên “Flying-V” một dạng máy bay hợp nhất giữa cánh và thân. Airbus cũng đang phát triển MAVERIC, một mẫu thử nghiệm cho thiết kế "cánh pha trộn thân" (blended wing body) tất cả đều hướng đến mục tiêu: tăng hiệu quả khí động học và tiết kiệm nhiên liệu.

Máy bay tương lai: Không thân, không đuôi, chỉ là một đôi cánh khổng lồ​

Theo dự đoán từ những năm 1930, máy bay trong tương lai có thể dài tới 300 feet (khoảng 91 mét), nặng 150.000 pound (gần 70 tấn), với toàn bộ hành khách và hành lý được bố trí bên trong phần cánh. Nó có thể chở 150 người, cùng phòng riêng, khu giải trí và cả hành lang đi dạo biến chuyến bay thành một trải nghiệm du lịch thực sự.

Chiếc máy bay này sẽ vận hành bằng sáu động cơ mạnh 2.500 mã lực mỗi chiếc, được bố trí để thợ máy có thể bảo trì ngay cả trong lúc bay. Các cửa sổ cong sẽ được đặt ở mép trước cánh, trên trần và cả sàn tạo nên một không gian ánh sáng hoàn toàn khác biệt.

Tốc độ bay có thể đạt tới 500 dặm một giờ (khoảng 800 km/h) nếu vượt qua được các thách thức về khí động học và áp suất ở độ cao lớn. Dĩ nhiên, tốc độ cao đồng nghĩa với chi phí vận hành tăng, vì đốt nhiều nhiên liệu và thiết bị hao mòn nhanh hơn.

Nhưng rõ ràng, các nhà thiết kế không ngại thử nghiệm. Họ đang tìm cách loại bỏ mọi chi tiết gây cản trở như dây néo, thanh chống, và thậm chí cả phần thân. Họ tin rằng tương lai của hàng không không bị giới hạn bởi các quy tắc cũ.

Thép không gỉ “kim loại của tương lai” trong chế tạo máy bay​

Một điểm nổi bật khác trong tầm nhìn năm xưa là việc sử dụng thép không gỉ làm vật liệu chính. Dù nặng hơn hợp kim nhôm (duralumin), thép không gỉ có khả năng chịu lực kéo cực cao, không bị ăn mòn và cho phép tiết kiệm trọng lượng tổng thể nhờ kết cấu vững chắc.

Tuy nhiên, việc hàn thép không gỉ bằng phương pháp truyền thống từng là bài toán khó vì nếu bị nung nóng quá mức, kim loại sẽ mất khả năng chống ăn mòn. Để giải quyết điều này, kỹ sư E.T.W. Ragsdale của hãng Budd Manufacturing đã phát minh phương pháp “hàn bắn” (shot welding): sử dụng dòng điện cực mạnh để làm nóng cực nhanh mà không ảnh hưởng đến chất lượng vật liệu. Mỗi mối hàn đều được kiểm tra và ghi lại bằng hệ thống cảm biến và băng ghi âm đảm bảo độ chính xác gần như tuyệt đối.

Dù thép không gỉ từng đắt đỏ (75 xu/pound), chi phí sản xuất đang giảm dần nhờ tiến bộ công nghệ. Và dù ngành hàng không Mỹ vốn quen dùng nhôm, còn châu Âu ưa chuộng thép cacbon cả hai đều dễ bị ăn mòn thì thép không gỉ ngày càng được xem là vật liệu lý tưởng cho thế hệ máy bay mới. (popularmechanics)