Máy bay điện X-57 của NASA sắp cất cánh: Động lực cho 'hàng không xanh'

Sự tái sinh của công nghệ cánh quạt

X-57 được sửa đổi từ loại máy bay 2 động cơ cánh quạt Tecnam P2006T do Ý chế tạo. Khác biệt, ngoài yếu tố nhiên liệu giữa xăng và điện, còn nằm ở chỗ X-57 có sự kết hợp của rất nhiều cánh quạt, sở hữu động cơ nhỏ hơn và bố trí nhiều tấm pin trải khắp máy bay, được gọi là “động cơ đẩy phân tán”.

may bay dien x 57 cua nasa sap cat canh dong luc cho hang khong xanh hinh 1

Máy bay X-57 của NASA chạy bằng pin lithium-ion và có tầm bay 160 km. Ảnh: NASA

Cách tiếp cận này đại diện cho một lĩnh vực nghiên cứu và phát triển thú vị có thể tìm thấy trong nhiều thiết kế máy bay điện thử nghiệm. Đôi cánh của X-57 cũng khác “bản gốc” P2006T, khi các cánh quạt được bố trí để tối ưu hóa luồng không khí xung quanh. Những lúc không cần sử dụng, cánh quạt của 12/14 động cơ có thể gập lại.

Công nghệ cánh quạt nói chung đang có sự tái sinh. Các thiết kế không chỉ trở nên hiệu quả hơn mà còn ít ồn ào hơn và giá cả phải chăng hơn. Tốc độ và góc nghiêng của cánh quạt thậm chí có thể được thay đổi trong suốt chuyến bay để thích ứng với các tốc độ khác nhau cho việc cất cánh, hạ cánh hoặc bay hành trình.

Chúng ta đều biết, mật độ không khí thay đổi theo độ cao và ảnh hưởng đến lực đẩy tạo ra từ cánh quạt. Giờ đây, các nhà thiết kế có thể chế tạo cánh quạt hoạt động hiệu quả ở mọi độ cao và tốc độ. Người ta có thể tận dụng tối đa năng lượng dự trữ trong pin. Các thiết kế mới, chẳng hạn như cánh quạt 11 cánh đầu tiên (trên máy bay Piper Cheyenne), có thể đạt được lực đẩy rất cao ngay cả ở mật độ không khí cao.

Một số máy bay thậm chí còn sử dụng "lực đẩy theo vectơ" cho phép động cơ và cánh quạt xoay theo góc 90 độ, mang lại tùy chọn cất cánh và hạ cánh thẳng đứng. Những thiết bị bay này có thể giống trực thăng hơn là máy bay và trong tương lai, nó có thể khiến các sân bay thông thường với đường băng dài và nhà ga lớn chỉ còn là dĩ vãng.

Thách thức vẫn nằm ở công nghệ pin

NASA đã chọn phương án sử dụng pin lithium-ion thông thường cho X-57. Điều này là do dự án của họ chủ yếu tập trung giải quyết các vấn đề về cấu hình cánh quạt cũng như thiết kế loại cánh mới hơn thay vì tìm cách phát triển loại pin hoàn hảo.

Năng lượng nhận được từ pin, so với trọng lượng của chúng, ít hơn 50 lần so với năng lượng có thể nhận được từ xăng máy bay. Hiệu suất đó sẽ là một thách thức lớn với các nhà phát triển máy bay điện. Hơn nữa, dù pin lithium gần như là loại tốt nhất mà chúng ta có cho đến nay, nhưng chúng vẫn còn nặng. Kim loại liti cũng nguy hiểm vì nó dễ bắt lửa .

Khi sử dụng pin, trọng lượng của chúng không đổi trong suốt chuyến bay, nghĩa là chúng không cần được cất giữ trong cánh như nhiên liệu hàng không theo truyền thống. Với nhiên liệu lỏng, trọng lượng của máy bay giảm đáng kể do nhiên liệu được tiêu thụ và việc giữ nhiên liệu trong cánh giúp đảm bảo độ cân bằng của máy bay không bị thay đổi.

Tuy nhiên, mật độ năng lượng thực sự - lượng năng lượng mà pin chứa so với trọng lượng hoặc kích thước của nó - mới là vấn đề. Những tiến bộ mới liên tục được tạo ra, chẳng hạn như pin được tạo ra dựa trên công nghệ lượng tử. Nhưng trong khi những thứ này sạc nhanh hơn pin thông thường, giá cả đắt đỏ khiến chúng vẫn không dễ thay thế pin lithium và khó có khả năng thay đổi triển vọng cho chuyến bay chạy bằng điện.

Điều chúng ta thực sự chờ đợi là một cuộc cách mạng trong công nghệ pin, một cuộc cách mạng mang lại mật độ năng lượng tương đương với nhiên liệu hàng không hóa thạch.

Động lực từ X-57

Với tầm hoạt động khoảng 160km và thời gian bay khoảng 1 giờ, X-57 không thể thay thế cho máy bay chạy nhiên liệu hóa thạch trong các chuyến bay đường dài. Các chuyến bay chặng ngắn với chỉ khoảng 10 hành khách là mục tiêu tốt và khả thi để sớm có các chuyến bay thương mại với phi cơ chạy bằng pin này.

may bay dien x 57 cua nasa sap cat canh dong luc cho hang khong xanh hinh 2

Buồng lái mô phỏng của máy bay X-57 tại Trung tâm Nghiên cứu chuyến bay Armstrong. Ảnh: NASA

Máy bay chạy bằng hydro cũng rất được quan tâm vì mật độ năng lượng của hydro lớn hơn gần ba lần so với nhiên liệu hàng không thông thường. Nhưng hydro là một chất khí và nó cần được lưu trữ trong các thùng nhiên liệu có áp suất để giảm thể tích.

Điều này sẽ đòi hỏi phải suy nghĩ lại hoàn toàn về thiết kế máy bay. Một số nghiên cứu đã được thực hiện với hydro được lưu trữ dưới dạng chất lỏng ở -253 độ C. Do đó, hydro cho ngành hàng không dù là ý tưởng rất thú vị, nhưng có lẽ không thực tế.

Nhiên liệu tổng hợp dường như cũng chưa sẵn sàng để thay thế nhiên liệu hàng không. Có lẽ khi công nghệ phát triển, chúng sẽ trở nên rẻ hơn. Pin gần như chắc chắn vẫn sẽ cung cấp năng lượng cho các chuyến bay ngắn của trong tương lai gần. Và nếu có một cuộc cách mạng về công nghệ pin thì tương lai của ngành hàng không sẽ hoàn toàn thay đổi.

Chiếc X-57 vì thế đang gửi đi những tín hiệu tích cực, tiếp thêm động lực cho ngành hàng không không khí thải. Bởi dù thế nào, nhân loại vẫn sẽ phải đối mặt với tối hậu thư: Hoặc là chúng ta tìm ra cách chế tạo những chiếc máy bay không cần nhiên liệu hóa thạch, hoặc là chúng ta ngừng bay.

Quang Anh (theo NASA, CNA)

Xem thêm

Cán cân quyền lực trước cuộc bầu cử giữa nhiệm kỳ tại Mỹ

Cán cân quyền lực trước cuộc bầu cử giữa nhiệm kỳ tại Mỹ

(NB&CL) Ngày 3/11 tới, cử tri Mỹ sẽ lựa chọn Quốc hội khóa mới cùng nhiều vị trí lãnh đạo cấp bang. Diễn ra giữa nhiệm kỳ thứ hai của Tổng thống Donald Trump, cuộc bầu cử có thể điều chỉnh tương quan quyền lực tại Washington, tác động đến chương trình nghị sự của Nhà Trắng và định hình bước chuẩn bị cho cuộc đua Tổng thống năm 2028. Trong bối cảnh đa số tại Quốc hội Mỹ khá mong manh, những thay đổi nhỏ về số ghế cũng có thể tạo ra những thay đổi chính trị đáng kể.

Mỹ loại DeepSeek khỏi cơ quan chính phủ và vấn đề chủ quyền dữ liệu AI quốc gia

Mỹ loại DeepSeek khỏi cơ quan chính phủ và vấn đề chủ quyền dữ liệu AI quốc gia

(CLO) Quyết định của Bộ An ninh Nội địa Mỹ yêu cầu loại bỏ DeepSeek khỏi hệ thống công nghệ thông tin của các cơ quan hành pháp dân sự liên bang cho thấy một thay đổi đáng chú ý trong cách các quốc gia lựa chọn công nghệ. Chất lượng và giá thành vẫn quan trọng nhưng ngày càng phải được cân nhắc cùng an ninh dữ liệu, quyền kiểm soát hệ thống và lợi ích quốc gia.

Bình đẳng giới và những thách thức trong kỷ nguyên AI

Bình đẳng giới và những thách thức trong kỷ nguyên AI

(NB&CL) Trí tuệ nhân tạo (AI) đang mở ra nhiều cơ hội nâng cao năng suất lao động, tiếp cận tri thức và thúc đẩy bình đẳng giới, nhưng cũng tiềm ẩn nguy cơ gia tăng định kiến và bất bình đẳng về cơ hội phát triển. Kinh nghiệm quốc tế cho thấy, bình đẳng giới trong kỷ nguyên AI không chỉ đòi hỏi quyền tiếp cận công nghệ, mà còn phải bảo đảm sự tham gia và thụ hưởng công bằng của phụ nữ.

ASEAN tăng cường phối hợp, chủ động ứng phó với các thảm họa thiên nhiên

ASEAN tăng cường phối hợp, chủ động ứng phó với các thảm họa thiên nhiên

(CLO) Giữa lúc những thảm họa thiên nhiên ngày càng khó lường, ASEAN đang chủ động chuẩn bị cho tình huống xấu nhất bằng các cuộc diễn tập cứu trợ đa quốc gia. Mục tiêu rất rõ ràng: tăng cường phối hợp lực lượng, chia sẻ thông tin và sẵn sàng hỗ trợ người dân khi thảm họa thực sự xảy ra.

Hàng không thế giới lại chao đảo vì xung đột Trung Đông

Hàng không thế giới lại chao đảo vì xung đột Trung Đông

(CLO) Sân bay King Khalid ở thủ đô Riyadh của Ả Rập Xê Út bị tấn công 4 lần trong 5 ngày gần đây bởi tên lửa và máy bay không người lái của lực lượng Houthi. Chuỗi sự kiện cho thấy hàng không thế giới một lần nữa phải chịu liên lụy từ cuộc xung đột tại Trung Đông.

Tháng 10 và cuộc đua trở lại Mặt trăng

Tháng 10 và cuộc đua trở lại Mặt trăng

(NB&CL) Tại Antalya, Thổ Nhĩ Kỳ, các đại diện cấp cao của những nước tham gia Hiệp ước Artemis (Artemis Accords) đang bàn về các nguyên tắc cho hoạt động trên Mặt trăng, trong lúc số thành viên sáng kiến này đã lên 76 và các chương trình đưa người trở lại Mặt trăng bước vào giai đoạn mới.

Greenland và Iceland trong tính toán chiến lược của Mỹ ở Bắc Cực

Greenland và Iceland trong tính toán chiến lược của Mỹ ở Bắc Cực

(CLO) Ngoại trưởng Mỹ Marco Rubio đã đến thủ đô Reykjavik ngày 5/10, đánh dấu chuyến thăm Iceland đầu tiên của một quan chức ngoại giao cấp cao Mỹ kể từ năm 2021. Động thái này diễn ra trong bối cảnh khu vực Bắc Cực đang ngày càng gia tăng tầm quan trọng chiến lược đối với Washington trên các phương diện an ninh, tuyến hàng hải và tài nguyên.

Pháp và Tây Ban Nha thắt chặt quan hệ trong bối cảnh nhiều sức ép

Pháp và Tây Ban Nha thắt chặt quan hệ trong bối cảnh nhiều sức ép

(CLO) Chuyến thăm cấp Nhà nước tới Tây Ban Nha của Tổng thống Pháp Emmanuel Macron (ngày 29 – 30/9) diễn ra trong bối cảnh quan hệ song phương đang đón nhận nhiều xung lực phát triển mới, song cũng đan xen không ít thách thức cần tháo gỡ ở cả bình diện song phương lẫn nội bộ mỗi nước.

Thế giới phòng chống thiên tai: Làm sao để từ “biết trước” trở thành “kịp thời hành động”?

Thế giới phòng chống thiên tai: Làm sao để từ “biết trước” trở thành “kịp thời hành động”?

(NB&CL) Từ Nepal đến Indonesia, những thiên tai gần đây cho thấy năng lực cảnh báo đang tiến rất nhanh về công nghệ nhưng vẫn có thể mắc kẹt ở những mắt xích tưởng như rất nhỏ. Trong bối cảnh Liên hợp quốc đặt mục tiêu tất cả các nước đều có năng lực cảnh báo sớm vào năm 2027, khoảng cách giữa “biết trước” và “kịp thời hành động” trở thành câu hỏi quan trọng.

Hội nghị thượng đỉnh BRICS 2026: Củng cố hợp tác, thúc đẩy đối thoại

Hội nghị thượng đỉnh BRICS 2026: Củng cố hợp tác, thúc đẩy đối thoại

(NB&CL) Trong bối cảnh tình hình quốc tế tiếp tục diễn biến phức tạp, cạnh tranh chiến lược giữa các nước lớn gia tăng, nhiều điểm nóng an ninh kéo dài và kinh tế thế giới đứng trước những biến động khó lường, Hội nghị thượng đỉnh BRICS năm 2026 tại New Delhi, Ấn Độ, được tổ chức trong điều kiện vừa có nhiều cơ hội, vừa đối mặt với không ít thách thức.

Ai được, ai mất sau 7 tháng chiến sự Mỹ - Iran?

Ai được, ai mất sau 7 tháng chiến sự Mỹ - Iran?

(CLO) Bảy tháng chiến sự Mỹ - Iran đã tạo ra những tác động kinh tế đối lập. Trong khi các tập đoàn dầu khí, ngân hàng và doanh nghiệp quốc phòng hưởng lợi, thì ngành hàng không, ô tô và người tiêu dùng lại phải gánh những hệ quả nặng nề.

Nếu Houthi kiểm soát cảng Mocha, họ có thể dễ dàng làm tê liệt eo biển Bab el-Mandeb. Ảnh: Roya News

Houthi thắng thế ở Yemen, hai 'huyết mạch' năng lượng cùng chịu sức ép

(CLO) Những cuộc giao tranh mới tại Yemen đang tạo thêm một biến số đáng lo cho thị trường năng lượng thế giới. Khi Houthi tiến xuống phía nam và áp sát Bab el-Mandeb, tuyến hàng hải vốn đã chịu sức ép từ cuộc khủng hoảng tại eo biển Hormuz có nguy cơ tiếp tục bị đẩy vào vòng xoáy bất ổn.

25 năm sau vụ 11/9: Khủng bố không biến mất, chỉ biến dạng

25 năm sau vụ 11/9: Khủng bố không biến mất, chỉ biến dạng

(NB&CL) Ngày 11/9/2001 mở đầu một giai đoạn đặc biệt trong cuộc chiến chống khủng bố toàn cầu. Hai mươi lăm năm sau, nhiều mạng lưới từng gây ra những cuộc tấn công chấn động đã bị suy yếu, nhưng khủng bố không biến mất. Mối đe dọa đang chuyển sang những hình thức phân tán hơn, khó nhận diện và khó ngăn chặn hơn.

Cỡ chữ bài viết: