Máy bay điện chở khách "lên ngôi": Bước ngoặt mới trong công nghệ thế giới

Theo hãng CNN, các hãng hàng không thương mại thế giới đang nỗ lực giảm tác động đến khí hậu nhưng chưa đi đúng hướng để đạt được mục tiêu phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050.

Nhiên liệu hàng không bền vững nhưng không được sản xuất đủ nhanh nên sẽ có rất ít lựa chọn thay thế cho tình trạng thiếu nhiên liệu động cơ phản lực và động cơ tua-bin.

Một vấn đề khác là quá trình điện khí hóa không hề dễ dàng giống như với phương tiện giao thông đường bộ. Ngành hàng không cũng đã cân nhắc đến khả năng công nghệ pin sẽ phải phát triển trước khi máy bay chở khách chạy điện có thể đưa vào sử dụng.

Mới đây, công ty khởi nghiệp Elysian của Hà Lan đang phát triển kế hoạch chế tạo máy bay chạy hoàn toàn bằng điện, với tầm bay 500 dặm (805 km) và đủ chỗ cho 90 hành khách, có khả năng giảm lượng khí thải tới 90% và mục tiêu của hãng sẽ hướng đến bay thương mại trong thập kỷ tới.

Ông Reynard de Vries, Giám đốc thiết kế và kỹ thuật tại Elysian cho biết nhiều chuyên gia trong ngành cho rằng các phương tiện cần sử dụng công nghệ pin ngoài để có được phạm vi hoạt động và khả năng tải trọng hợp lý. Nhưng câu hỏi đặt ra là 'làm cách nào để đạt được phạm vi hoạt động tối đa cho công nghệ pin mà chúng ta đã có? Máy bay điện có thể có thời gian bay xa hơn nhiều so với máy bay chạy bằng pin trong hầu hết các nghiên cứu .

Thiết kế độc đáo

Theo thiết kế sơ bộ, máy bay E9X sẽ bao gồm bộ pin tích hợp ở cánh, cấu hình cánh thấp và đầu cánh gập được. Máy bay có mức tiêu thụ năng lượng là 167 Wh/km trên mỗi hành khách. Tác động tới môi trường được đánh giá tương đương phương tiện giao thông trên mặt đất như xe điện.

Công ty Elysian đang có kế hoạch xây dựng mô hình trong vòng hai đến ba năm tới với nguyên mẫu quy mô đầy đủ lắp đặt vào năm 2030. Elysian hiện đã giới thiệu thiết kế máy bay phản lực chở khách chạy hoàn toàn bằng điện có 90 chỗ ngồi, dự kiến đi vào hoạt động trong 10 năm tới. E9X là máy bay hoạt động bằng pin có thể bay 800 km trong một lần sạc dựa trên bộ pin mật độ 360 watt giờ/kg.

Hầu hết nghiên cứu cho rằng máy bay điện hoạt động bằng pin chỉ khả thi với chuyến bay chặng ngắn tối đa 400 km cùng với 19 hành khách. Do đó, phần lớn nỗ lực thực tế tập trung vào thiết kế máy bay điện để bay trong thành phố hoặc liên vùng. Những giả định phổ biến này nhiều khả năng bắt nguồn từ kỳ vọng trước đây và hạn chế công nghệ, theo Simay Akar, thành viên Viện kỹ sư điện và điện tử.

Thiết kế này là kết quả của sự hợp tác với Đại học Công nghệ Delft, trường đại học kỹ thuật lâu đời nhất và lớn nhất ở Hà Lan. Một nguyên lý quan trọng là pin sẽ được đặt ở cánh chứ không phải thân máy bay.

"Đó là một lựa chọn thiết kế quan trọng. Pin chiếm một phần đáng kể trong trọng lượng của máy bay và điều bạn muốn làm với trọng lượng là đặt nó ở nơi lực nâng đang được tạo ra", ông Reynard de Vries nói.

Theo ông de Vries, công nghệ pin sẽ tương tự như những gì hiện có, cùng với những tiến bộ công nghệ sẽ được thực hiện trong 4 hoặc 5 năm tới.

Kỷ nguyên của xe điện

Gökçin Çınar, Giáo sư kỹ thuật hàng không vũ trụ tại Đại học Michigan, người đang cộng tác với de Vries trong một bài nghiên cứu sắp ra mắt về thiết kế máy bay điện khí hóa lưu ý rằng bản thân công ty không giới thiệu các công nghệ đột phá mà đúng hơn là giới thiệu lại cấu hình hiện có để xác định lại mô hình hoạt động của máy bay.

Theo kế hoạch, một số công ty khác cũng đang nghiên cứu máy bay điện sẽ đi vào hoạt động sớm hơn E9X. Một là hãng ZeroAvia của Anh-Mỹ, đã bay thử thành công một chiếc máy bay 19 chỗ chạy bằng hai động cơ điện hydro và đặt mục tiêu đưa nó vào sử dụng vào cuối năm 2025.

Hay công ty Eviation của Israel đã trải nghiệm bay thử nghiệm chiếc Alice – một chiếc máy bay chở 9 hành khách chạy hoàn toàn bằng điện với tầm bay 250 hải lý. Công ty đang đặt mục tiêu đưa vào sử dụng vào năm 2027. Chiếc máy bay được lấy theo tên nhân vật chính trong cuốn tiểu thuyết nổi tiếng dành cho thiếu nhi "Alice ở xứ sở thần tiên".

Cuối cùng, nhà sản xuất Swiss Heart Aerospace đang nghiên cứu một chiếc máy bay chở 30 hành khách có tên ES-30, có tầm bay chỉ 100 hải lý nếu chạy hoàn toàn bằng điện, nhưng có thể đạt hơn 400 hải lý khi sử dụng kết hợp động cơ phản lực cánh quạt điện và truyền thống. Cho đến nay, công ty mới chỉ thử nghiệm nhưng có kế hoạch đưa vào sử dụng thương mại vào năm 2028./.