Máy bay chạy bằng năng lượng điện - đột phá trong nền công nghiệp hàng không

Các nhà sáng chế máy bay từ năng lượng điện của Mỹ cho biết đến năm 2030 máy bay điện sẽ thay thế cho máy bay chạy bằng xăng như hiện nay...Trong đó chiếc X-57 Maxwell đầu tiên ra đời hứa hẹn thay đổi hoàn toàn ngành công nghiệp hàng không trong các thập kỷ tới...

Dự án trị giá 790 triệu USD

Chế tạo máy bay chạy bằng năng lượng điện là dự án "New Aviation Horizons" trị giá 790 triệu USD thuộc NASA với tham vọng thay thế máy bay phản lực chạy xăng bằng  loại phương tiện yên tĩnh và tác động tích cực tới môi trường.

Mẫu máy bay X-57 được phát triển trên nguyên mẫu chiếc máy bay hai động cơ hạng nhẹ " Tecnam P2006T " của Italia. Phần cánh và hai động cơ ¬¬¬¬lực đẩy dùng nhiên liệu sẽ được thay thế bằng chiếc cánh dài gắn tới 18 động cơ điện. NASA đã đưa công nghệ đẩy "Maxwell" mới lên chiếc máy bay này. Qua đó, X-57 "Maxwell" sẽ được cấp năng lượng hoàn toàn bằng pin nên không tạo ra khí thải. Mặt khác, do không dùng nhiên liệu nên thời gian chuẩn bị cho chuyến bay của X-57 sẽ nhanh hơn, giúp giảm chi phí hoạt lên tới 40%.

Theo quan điểm của các chuyên viên NASA, máy bay kiểu  như X-57 có thể trở thành  mốc đánh dấu kỷ nguyên mới của ngành hàng không dân dụng, giảm được tiếng ồn và mức tiêu hao nhiên liệu. Các nhà sáng chế xác nhận sự phân phối điện lực giữa các động cơ lắp trong cánh sẽ giảm bớt 5 lần số năng lượng cần thiết cho chuyến bay của máy bay tư nhân ở tốc độ hành trình 175 dặm mỗi giờ (280 km/h).

 Cấu tạo của X-57 "Maxwell"

Máy bay có sải cánh 9,4 m, các động cơ được cung cấp năng lượng bằng pin lithium sắt phốt phát LiFePO 4. Nó có thể bay với vận tốc 321 km/h và đạt độ cao gần 4.000 m. Phi cơ có chỗ ngồi cho 4 hành khách và sẽ bay được khoảng 720 km.

Theo UPI, phương tiện này chưa sẵn sàng cho hoạt động bay. Chuyên gia của NASA sẽ thử nghiệm bằng cách gắn cánh máy bay với một chiếc xe tải, lái qua một lòng hồ khô ở Căn cứ Không quân Edwards, bang California, Mỹ.

Dự án nghiên cứu động cơ máy bay LEAPTech của NASA bắt đầu từ năm 2014. "LEAPTech có khả năng chuyển đổi, ứng dụng như máy bay dân dụng thông thường cũng như trở thành một phương tiện vận chuyển trong thời gian dài", chuyên gia khí động lực học Mark Moore nói.

Được biết sự ra đời của mẫu máy bay nói trên là một phần của dự án "New Aviation Horizons" trị giá 790 triệu USD thuộc NASA, một chương trình kéo dài 10 năm với tham vọng thay thế máy bay phản lực chạy xăng, bằng loại phương tiện yên tĩnh và ‘xanh’ hơn.

Ông Charles F. Bolden Jr - giám đốc NASA, cho biết: "X-57 sẽ có những bước tiến khổng lồ đầu tiên, trong việc mở một kỷ nguyên mới của ngành hàng không" và cho biết Maxwell có thể sẵn sàng cất cánh trong vòng 4 năm tới.

Tiếp theo là sự xuất hiện của các mẫu máy bay điện khác thuộc dòng X-plane, với khả năng chở được nhiều người và hàng hóa. Đầu năm 2016, các nhà nghiên cứu tại NASA cũng đã thực hiện thành công chuyến bay thử nghiệm đối với Greased Lightning GL-10, một phiên bản máy bay điện không người lái.

Điểm mạnh của Maxwell so với những máy bay điện khác

Maxwell sẽ không phải là chiếc máy bay đầu tiên có thể hoạt động mà không cần đến một giọt nhiên liệu nào.Tháng 4/2016, máy bay năng lượng mặt trời Solar Impulse do Thụy Sĩ sản xuất đã hạ cánh xuống California, sau chuyến bay kéo dài 2 ngày rưỡi băng qua Thái Bình Dương.

Tuy nhiên, tốc độ lại không phải là điểm mạnh của nó, vốn chỉ đạt được 48 ~ 64 km/h. Trong khi đó, máy bay Maxwell được cho là có thể sẽ đạt tốc độ lên đến 282 km/h. Nếu thành công, công nghệ mới sẽ được áp dụng để Maxwell có thể ‘tung cánh’ trên bầu trời, và đối tượng mà họ hướng đến là những khách hàng tư nhân.

Ngoài NASA, các nhà sản xuất hàng đầu trong ngành công nghiệp máy bay cũng đang lao vào cuộc đua. Nhà sản xuất máy bay châu Âu Airbus Group và hãng điện khí Siemens AG của Đức tháng 4 vừa qua cho biết họ có kế hoạch cho 200 kỹ sư làm việc cùng nhau, nhằm phát triển công nghệ điện hoặc hybrid (động cơ truyền thống kết hợp động cơ điện), có thể được sử dụng trong ngành hàng không vũ trụ. "Chúng tôi đang đổ một số tiền đáng kể vào nỗ lực đó", Tom Enders - Giám đốc điều hành Airbus, cho biết trong một cuộc phỏng vấn. Ông cho rằng những chiếc máy bay lai điện 100 chỗ ngồi đầu tiên, sẽ tung cánh trên bầu trời vào năm 2030.

Tương tự, Airbus năm 2015 đã thử nghiệm máy bay điện 2 chỗ ngồi mang tên E-Fan, trong hành trình bay qua eo biển Anh. Chiếc máy bay này sử dụng pin lithium để cấp năng lượng cho chuyến bay kéo dài 36 phút, cho thấy vẫn còn một chặng đường dài, trước khi công nghệ pin đủ phát triển để được dùng cho các máy bay lớn hơn.

Trong khi đó, hãng sản xuất máy bay lớn nhất thế giới Boeing hiện đang làm việc trên một mẫu máy bay chỉ sử dụng động cơ phản lực khi cất cánh, và chuyển sang năng lượng điện trong suốt chuyến bay.

Cuộc cách mạng trong lĩnh vực hàng không

Cánh tay công nghệ của Lầu Năm Góc - cơ quan nghiên cứu các dự án Quốc phòng tiên tiến (DARPA) đang hoạt động với các đối tác bao gồm nhà sản xuất động cơ Rolls-Royce Holdings và Honeywell International, nhằm cho ra đời loại máy bay không người lái sử dụng động cơ đẩy hybrid - điện. Tế bào nhiên liệu hydro có thể cho phép máy bay chở khách vận hành mà không cần động cơ chính phải hoạt động, từ đó giảm lượng nhiên liệu tiêu thụ và tiếng ồn.

Một ý tưởng đầy hứa hẹn khác cũng được đưa ra: Khai thác động năng tạo ra từ chuyển động xoay các bánh xe trong quá trình cất và hạ cánh, chuyển nó thành năng lượng điện có thể sạc pin của máy bay. Ýtưởng này đã được sử dụng trong những chiếc xe đua công thức 1, cho phép nó lưu trữ năng lượng từ phanh, sau đó dùng để tạo ra lực đẩy đáng kể nhằm vượt qua các đối thủ trên đường đua.

Máy bay phản lực hiện đại đã tiết kiệm nhiên liệu hơn so với 40 năm trước hơn 70%, tuy nhiên, chi phí hiện tại dành cho nhiên liệu của ngành hàng không, luôn là những con số khổng lồ. Các hãng hàng không trong năm nay dự kiến sẽ đốt cháy 80 tỷ gallon nhiên liệu. Ngay cả những lúc giá dầu thấp như hiện nay, hóa đơn nhiên liệu hàng năm vẫn vào khoảng 127 tỷ USD cho ngành công nghiệp hàng không.

Do đó, việc tạo ra những chiếc máy bay vận hành một phần nhờ điện hoặc dùng điện 100%, chắc chắn sẽ tạo ra một cuộc cách mạng đối với lĩnh vực hàng không, tương tự như những gì CEO Tesla - ông Elon Musk đã và đang làm với ngành công nghiệp ô tô.

Suckhoecuocsong.com.vn (Tổng hợp)