Xu hướng cải tiến công nghệ của máy bay dân dụng tương lai

Giảm ô nhiễm, đỡ ồn, bớt nặng nề, nhưng vẫn phải an toàn hơn, tiện nghi hơn cho hành khách…. Đó là những tiêu chí mà các nhà chế tạo đặt ra cho những chiếc máy bay của tương lai. Các kỹ sư, các nhà nghiên cứu đang làm việc không ngừng nghỉ, không bỏ qua một chi tiết giải pháp công nghệ nào.

Airbus A380 bay biểu diễn trong ngày khai mạc Triển lãm hàng không quốc tế Le Bourget lần thứ 52 ngày 19/06/2017. REUTERS/Pascal Rossignol

Nhân triển lãm hàng không và không gian quốc tế lần thứ 52 - Salon du Bourget vừa khai mạc ngày 19/06 và kéo dài đến 25/06 ở ngoại ô Paris, báo Libération điểm qua những xu hướng cải tiến công nghệ mà ngành công nghiệp hàng không đang hướng tới trong tương lai.

Vẫn phải cần đến phi công trong máy bay

Với những tiến bộ khoa học công nghệ nhanh như hiện nay, đặc biệt trong lĩnh vực tự động hóa, người ta đã biết đến không ít các thiết bị điều khiển từ xa, không người lái. Một câu hỏi đặt ra là liệu với ngành hàng không dân dụng tương lai, người ta có thể bay trên máy bay không cần đến phi công hay không ? Không có gì bảo đảm điều đó sẽ thành hiện thực, cho dù trên phương diện công nghệ thì hoàn toàn có thể.

Vấn đề chính là một chiếc máy bay không phi công liệu có bảo đảm được các chuẩn mực quốc tế về an toàn hàng không ? Trong những năm 1970, người ta đã rút từ 3 xuống còn 2 phi công trên một chuyến bay. Sắp tới có thể sẽ còn giảm xuống chỉ cần 1 người. Theo chuyên gia hàng không Sébastien Maire thuộc công ty tư vấn chiến lược Olivier Wyman tại Pháp, tổ lái chỉ có một cơ trưởng duy nhất có thể lại giúp cho việc lưu thông hàng không được an toàn và linh hoạt hơn.

Một chiếc máy bay hoạt động tự chủ và thông minh sẽ bảo đảm được khoảng cách an toàn, định vị trong không gian và thông tin liên lạc với các máy bay khác. « Ta càng hướng tới khái niệm lái tự chủ ( chứ không phải tự động) thì việc lưu thông sẽ càng an toàn », chuyên gia Sébastien Maire nhấn mạnh. Nhưng vì vấn đề thói quen tâm lý và quy định, sự hiện diện của con người trên máy bay vẫn cần phải có.

Giáo sư tin học, thuộc Đại học Paul-Sabatier , Toulouse, ông Philippes Palanque cũng có chung quan điểm không thể phó mặc toàn bộ phần điều khiển cho máy móc. « Ta giữ nguyên con người. Con người hiểu được hệ thống giúp họ hành động và duy trì được hiệu quả », ông nhấn mạnh. Không thể có cái này loại trừ cái kia, cặp con người- máy móc bảo đảm cho sự an toàn vận hành.

Một máy bay đỡ ồn hơn

Dù ở ngưỡng nghe thấy hay không, dù là ở bên trong hay ngoài, khi đi máy bay thì chỗ nào cũng có tiếng ồn. Thành phần khó chịu này của hàng không dường như không thể tránh được. Theo giám đốc nghiên cứu Trung Tâm Nghiên Cứu Khoa Học Pháp và là tiến sĩ Phòng thí nghiệm âm thanh của Đại học Mans, Yves Aurégan, « vấn đề tiếng ồn ngày càng trở nên quan trọng » ở các phi trường và khu vực lân cận.

Trong báo cáo gần đây nhất, cơ quan kiểm soát tiếng ồn các cảng hàng không của Pháp nhấn mạnh có khoảng từ 6,5 đến 7 triệu người mỗi ngày bay trên độ cao 2000 mét. Rất đông trong số họ, tiếng ồn trở thành vấn đề sức khỏe. Với xã hội, tiếng ồn còn liên quan đến cuộc sống của cộng đồng cũng như kinh tế.

Trong quá trình vận hành của máy bay, có rất nhiều nguồn phát tiếng ồn, từ khi cất cánh đến khi bay và cho tới lúc hạ cánh. Trong hai trường hợp đầu, trọng tâm của tiếng ồn là từ động cơ. Vấn đề âm học đã được tính đến ngay từ đầu thiết kế máy bay dân dụng. Ông Yves Aurégan cho biết các nhà chế tạo máy bay đã chú ý nhiều đến các nghiên cứu giảm tiếng ồn, đặc biệt là của động cơ.

Nhưng là làm như thế nào để giảm được tiếng gầm rú của những động cơ công suất cực lớn của máy bay? Các nhà thiết kế đã tính đến các khả năng như thay đổi hình dạng ống bơm khí vào động cơ phản lực. Để triệt tiêu âm thanh tốt hơn ở máy máy bay, các vật liệu âm học cũng là một giải pháp cần tìm kiếm. Mặt khác người ta cũng tìm cách tăng đường kính động cơ để máy bay được êm hơn.

Máy bay nhẹ hơn để tiết kiệm năng lượng

Máy bay tương lai phải giảm trọng lượng xuống mức tối thiểu. Theo tiến sĩ Viện công nghệ quốc gia Toulouse, Xavier Roboam thì phải tìm mọi cách để giảm bớt trọng lượng cất cánh của máy bay. Bớt đi một tấn trên một chuyến bay Paris- Toulouse tương đương với việc tiết kiệm được từ 1,5% đến 2% lượng nhiên liệu tiêu thụ. Để làm được điều đó, giải pháp là thay đổi vật liệu, chuyển từ vật liệu thép sang vật liệu tổng hợp composite.

Được khai thác kể từ khi có cuộc khủng hoảng dầu mỏ trong những năm 1970, các vật liệu composit là hỗn hợp của hai thành phần có đặc tính giống nhau. Như sợi các-bon, nay được sử dụng tới 60% trong ngành hàng không. Nhẹ, chắc và không bị ăn mòn, các vật liệu composite chịu lực tốt.

Hãng Boeing đã hiểu được điều đó rất rõ. Năm 2011, hãng cho cất cánh loại Boeing 787 Dreamliner. Sử dụng hàng loạt các vật liệu composits, loại máy bay đường dài này đã có được thành công là giảm 20% tiêu thụ năng lượng so với Airbus 330. Tất nhiên, Airbus cũng đã phải lao vào cạnh tranh trên giải pháp năng lượng. Năm nay, tại triển lãm Salon du Bourget, nhà chế tạo châu Âu giới thiệu chiếc A320 Neo với mức tiêu thụ năng lượng giảm 20%.

Tiết kiệm nhiên liệu để bay sạch hơn...

Cơ quan châu Âu về hợp tác quản lý năng lượng (Acer) đặt trọng tâm là giảm tiêu thụ năng lượng. Một trong những mục tiêu là giảm 75% phát thải khí CO2 từ nay đến năm 2050. Theo một thống kê công bố nhân Hội nghị khí hậu toàn cầu tại Paris COP 21, ngành hàng không dân dụng với lượng chuyên chở hành khách tăng mỗi năm 5%, hiện chiếm hơn 2,5% tổng phát thải CO2 trên toàn cầu. Với hơn 700 triệu tấn CO2, ngành hàng không nói chung phát thải tương đương với nước Đức, quốc gia phát thải CO2 thứ 6 thế giới.

Để giảm bớt lượng khí phát thải gây hiện tượng khí hậu ấm lên, máy bay tương lai sẽ phải nhờ cậy đến năng lượng điện. Theo chuyên gia Xavier Roboam, vấn đề động cơ đẩy sử dụng nhiên liệu hỗn hợp và điện là một thách thức công nghệ cũng như thiết kế cho các máy bay của năm 2040- 2050. Đó là loại máy bay như trong các phim khoa học giả tưởng, nhưng đó là một giấc mơ hoàn toàn nghiêm túc của các nhà chế tạo.

Chuyến bay vòng quanh thế giới thử nghiệm thành công của chiếc máy bay sử dụng năng lượng mặt trời Solar Impulse, hay mẫu máy bay chạy điện E-fan của Airbus đã được giới thiệu ở triển lãm Le Bourget 2013, mới chỉ là những gợi ý cho các nhà thiết kế máy bay tương lai. Có một điều chắc chắn, chiếc máy bay đường dài 100% chạy điện không thể có ngay được trong nay mai, nếu ta cứ nhìn vào năng lượng cần thiết để cho nó cất cánh lớn như thế nào.

Máy bay luôn kết nối

Trong khoang máy bay tương lai, sẽ phải được bổ sung nhiều dịch vụ tiện nghi theo mong đợi của hành khách như không gian sinh hoạt, ăn uống, giải trí. Trong kỷ nguyên của internet như hiện nay, hầu như mọi thứ đều có thể kết nối với điện thoại thông minh thì nhu cầu nối mạng trên các chuyến bay sẽ phải trở thành một dịch vụ thông thường.

Theo chuyên gia hàng không Jérome Bouchart, khoang máy bay tương lai sẽ phải được két nối với thế giới bên ngoài, với nơi mà người ta có thể đặt một chiếc taxi khi tới. Việc trên khoang máy bay có mạng wifi giờ đây không có gì là viễn tưởng.

Hiện tại, một số hãng hàng không như Air France đã có thể cho phép hành khách lướt web khi đang bay trên trời. Đó là trên các chuyến bay đường dài với loại A380 các tuyến Paris- Hồng Kông, Paris- Johannesbourg hay Paris- Mêhico. Các nhà chế tạo máy bay cũng như nhiều hãng hàng không khác đã tính đến việc triển khai dịch vụ kết nối internet, vấn đề là làm sao dịch vụ này trở nên phổ biến thông dụng trong một vài năm tới.

(Theo Libération : http://www.liberation.fr/futurs/2017/06/19/au-salon-du-bourget-l-avion-du-futur-pointe-son-nez_1576801)