Thiết kế máy bay mới giảm phát thải và tiết kiệm nhiên liệu

Ngành hàng không đang đối mặt với một thách thức lớn trong việc giảm thiểu khí thải, đặc biệt khi nhu cầu đi lại bằng máy bay trên toàn cầu ngày càng gia tăng. Khác với các phương tiện giao thông khác như đường sắt, đường bộ hay vận tải biển, khí thải từ ngành hàng không đang tăng nhanh trong những thập kỷ qua.

Một trong những giải pháp tiềm năng để giảm phát thải là sử dụng Nhiên liệu Hàng không Bền vững (SAF), có thể giảm đến 80% khí thải trong mỗi chuyến bay khi được sản xuất và sử dụng đúng cách. Tuy nhiên, SAF hiện vẫn khan hiếm và dự kiến chỉ chiếm khoảng 0,53% tổng lượng nhiên liệu máy bay vào năm 2024, rất xa so với mục tiêu cắt giảm khí thải cần thiết của ngành hàng không để đạt mức phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050.

Vào ngày 25/3/2022, một chiếc Airbus A380, máy bay chở khách thương mại lớn nhất thế giới, đã hoàn thành chuyến bay thử nghiệm hoàn toàn bằng SAF (nhiên liệu hàng không bền vững). Ảnh: CNN

Để giải quyết vấn đề này, một số kỹ sư trong ngành đang đề xuất một giải pháp táo bạo hơn: thay đổi thiết kế của máy bay. Thay vì sử dụng kiểu dáng "ống và cánh" truyền thống đã tồn tại suốt 100 năm qua, họ đề xuất sử dụng thiết kế "cánh thân hợp nhất" (blended wing body), trong đó cánh máy bay chiếm phần lớn thân máy bay và tạo ra một hình dáng đặc biệt.

Thiết kế này không phải là ý tưởng mới, vào năm 2020 Airbus đã thử nghiệm một nguyên mẫu máy bay nhỏ với thiết kế cánh thân hợp nhất, với mục tiêu tiết kiệm tới 20% nhiên liệu. Vào năm 2023, công ty JetZero của California cũng công bố kế hoạch phát triển một chiếc máy bay tương tự với sức chứa hơn 200 hành khách, dự kiến sẽ đưa vào vận hành vào năm 2030.

Natilus - một công ty có trụ sở tại San Diego, cũng đã gia nhập cuộc đua với thiết kế máy bay cánh thân hợp nhất mang tên Horizon. Máy bay này không chỉ tiết kiệm 30% nhiên liệu mà còn giảm được một nửa lượng khí thải so với các máy bay hiện tại như Boeing 737 hoặc Airbus A320. Horizon được thiết kế để chở khoảng 200 hành khách và dự kiến sẽ là một đối thủ đáng gờm trong thị trường máy bay thân hẹp trong 20 năm tới.

Ông Aleksey Matyushev - CEO của Natilus, cho biết công ty đang nắm bắt cơ hội để phát triển một sản phẩm có thể cạnh tranh với những "ông lớn" như Boeing và Airbus.

Natilus không phải là công ty đầu tiên nghiên cứu thiết kế cánh thân hợp nhất. Trước đó, Natilus đã phát triển Kona, một loại máy bay không người lái chuyên chở hàng hóa, sử dụng thiết kế tương tự. Kona đã nhận được 400 đơn đặt hàng và dự kiến sẽ bay thử một nguyên mẫu cỡ lớn trong vòng hai năm tới. Những công nghệ này sẽ được chuyển giao sang máy bay Horizon, với mục tiêu đưa vào vận hành vào năm 2030 – một mục tiêu rất tham vọng, bởi chưa từng có chiếc máy bay mới nào hoàn toàn được thiết kế và chứng nhận trong vòng chỉ sáu năm.

Thiết kế cánh thân hợp nhất giúp giảm ma sát đến 30% và giảm trọng lượng máy bay mà không ảnh hưởng đến sức chứa. Điều này cho phép sử dụng động cơ nhỏ hơn, tiết kiệm nhiên liệu và giảm phát thải CO2. Bên cạnh đó, cabin rộng hơn 30% so với máy bay truyền thống, cải thiện trải nghiệm hành khách.

Tuy nhiên, thiết kế cánh thân hợp nhất cũng đối mặt với một số thách thức lớn. Một trong những vấn đề chính là làm sao để ổn định máy bay trong suốt chuyến bay.

Máy bay chở khách Natilus Horizon nhằm giảm 50% khí thải và tăng 40% tải trọng nhờ thiết kế cánh thân hợp nhất.

Ông Matyushev cho biết McDonnell Douglas và Boeing gặp khó khăn với thiết kế cánh thân hợp nhất do vấn đề ổn định, vì vậy Natilus sẽ sử dụng hệ thống điều khiển bay phức tạp và tối ưu hóa khí động học thay vì động cơ mới. Horizon sẽ sử dụng động cơ hiện có để giảm rủi ro và dễ dàng tích hợp vào cơ sở hạ tầng hiện tại, nhưng điều này cũng hạn chế khả năng sử dụng các công nghệ tiên tiến như động cơ hydro hoặc điện.

Mặc dù đối mặt với nhiều thách thức, tiềm năng của Horizon là rất lớn. Gary Crichlow cho rằng Natilus có cơ hội lớn khi ngành hàng không đang thiếu máy bay mới và gặp sự chậm trễ trong giao hàng. Tuy nhiên, việc chứng nhận thiết kế mới với các cơ quan hàng không sẽ là một thử thách lớn. Natilus đang tập trung phát triển nguyên mẫu cỡ lớn của Horizon và hy vọng thiết kế này sẽ giúp giảm phát thải và mang lại trải nghiệm hành khách hiện đại, hiệu quả hơn.

Có thể bạn quan tâm:

Tìm tiền carbon cho cây lúa

Nguồn CNN