Từ bầu trời xuống mặt đường: Công nghệ hàng không đã thay đổi ô tô ra sao?

(CLO) Từ buồng lái máy bay đến khoang lái ô tô, hàng loạt công nghệ hàng không suốt hơn 100 năm đã âm thầm định hình ngành xe hơi hiện đại.

Mối quan hệ giữa ngành hàng không và ô tô đã hình thành từ đầu thế kỷ 20, khi hai lĩnh vực cùng phát triển song song để giải quyết những bài toán về tốc độ, an toàn và hiệu suất.

Hình minh họa một chiếc siêu xe đi cạnh phi cơ. Ảnh: Autocar
Hình minh họa một chiếc siêu xe đi cạnh phi cơ. Ảnh: Autocar

Dù ô tô xuất hiện sớm hơn hàng không gần 20 năm, rất nhiều công nghệ cốt lõi trên xe hơi ngày nay lại có nguồn gốc từ bầu trời. Một số cải tiến đã trở nên quen thuộc với người dùng, nhưng cũng có không ít công nghệ khiến giới kỹ thuật phải bất ngờ khi nhìn lại hành trình chuyển giao giữa hai ngành.

Một trong những ví dụ tiêu biểu là màn hình hiển thị trên kính lái, thường được gọi là HUD. Trên ô tô hiện đại, HUD giúp người lái quan sát tốc độ, chỉ dẫn đường hoặc cảnh báo an toàn mà không cần rời mắt khỏi mặt đường.

Trên thực tế, công nghệ này đã được sử dụng trong hàng không quân sự từ thập niên 1960, với các nguyên mẫu sơ khai xuất hiện từ những năm 1940. Ngày nay, mọi tiêm kích đang hoạt động cùng nhiều máy bay thương mại như Boeing 787 đều được trang bị HUD.

Tương tự, hệ thống quan sát ban đêm cũng bắt nguồn từ quân đội và được hoàn thiện vào thập niên 1970 trước khi xuất hiện trên ô tô cao cấp. Năm 2000, Cadillac DeVille trở thành mẫu xe thương mại đầu tiên sở hữu công nghệ này, phát triển cùng General Motors và tập đoàn quốc phòng Raytheon. Sau đó, Mercedes Benz đưa hệ thống Night View Assist lên dòng S Class tại một số thị trường.

Hệ thống định vị toàn cầu GPS cũng là minh chứng rõ nét cho sự lan tỏa từ hàng không sang giao thông đường bộ. Ban đầu, GPS được phát triển cho mục đích quân sự và ứng dụng trên máy bay từ thập niên 1970.

Sau sự cố chuyến bay Korean Air Lines 007 bị bắn nhầm năm 1983, Tổng thống Ronald Reagan đã cho phép hệ thống NAVSTAR GPS của quân đội Mỹ được sử dụng cho mục đích dân sự. Từ buồng lái máy bay thương mại, GPS dần xuất hiện trên ô tô vào khoảng năm 1990 và trở thành trang bị gần như tiêu chuẩn ngày nay nhờ các nền tảng như Android Auto và Apple CarPlay.

Công nghệ điều khiển điện tử cũng cho thấy sự kế thừa rõ rệt. Trong hàng không, hệ thống fly by wire đã được áp dụng từ cuối những năm 1950 và giúp máy bay giảm khối lượng cơ khí, đồng thời tăng độ an toàn nhờ các giới hạn bay tự động.

Trên ô tô, hệ thống drive by wire lần đầu xuất hiện trên BMW 750iL năm 1987, cho phép bàn đạp ga gửi tín hiệu điện tới bộ điều khiển trung tâm để tối ưu vận hành động cơ. Tiếp đó, steer by wire được giới thiệu trên Infiniti Q50 năm 2013 và hiện có mặt trên các mẫu xe như Mercedes Benz EQS, Tesla Cybertruck hay Toyota bZ4X. Các công nghệ điều khiển số này tạo nền tảng cho hệ thống hỗ trợ lái nâng cao và xe tự hành.

Hệ thống chống bó cứng phanh ABS cũng có nguồn gốc từ ngành hàng không. Nguyên lý chống trượt khi hạ cánh đã được nghiên cứu từ cuối thập niên 1920 và được ứng dụng thực tế trên máy bay ném bom Boeing B47 vào những năm 1940.

Đến cuối thập niên 1960, ABS mới xuất hiện trên ô tô, trước khi Bosch và Mercedes Benz hoàn thiện hệ thống hiện đại và thương mại hóa trên S Class năm 1978. Song song đó, phanh carbon chịu nhiệt cao vốn được phát triển để đáp ứng yêu cầu hãm tốc của máy bay cỡ lớn, sau này được điều chỉnh vật liệu và chi phí để phù hợp với các mẫu xe hiệu suất cao.

Một công nghệ an toàn khác là hệ thống cân bằng điện tử. Cốt lõi của hệ thống này dựa trên đơn vị đo lường quán tính IMU, từng được sử dụng trong máy bay chiến đấu và tên lửa từ thập niên 1950 để theo dõi trạng thái chuyển động trong không gian. Năm 1995, Mercedes Benz S600 Coupe trở thành mẫu xe thương mại đầu tiên sở hữu cân bằng điện tử, sử dụng cảm biến con quay hồi chuyển vi cơ do Bosch phát triển thay vì các cơ cấu cơ khí cồng kềnh như trong hàng không trước đó.

Về kết cấu thân xe, khái niệm monocoque cũng bắt nguồn từ máy bay. Năm 1912, chiếc máy bay đua Deperdussin Monocoque với thân vỏ gỗ chịu lực đã tạo ra bước ngoặt về khí động học khi đạt tốc độ hơn 160 km mỗi giờ. Một thập kỷ sau, Lancia Lambda áp dụng nguyên lý tương tự cho ô tô, dù sử dụng thép làm vật liệu chính.

Ngày nay, hầu hết xe hiện đại sử dụng cấu trúc bán monocoque, kết hợp khung phụ kim loại với khoang hành khách chịu lực. Chỉ một số hypercar giới hạn như Aston Martin Valkyrie hay McLaren Solus GT mới tiệm cận khái niệm monocoque thuần túy nhờ khung sợi carbon.

Khí động học chủ động cũng là lĩnh vực cho thấy dấu ấn hàng không rất rõ. Từ cánh gió trước trên Alfa Romeo 90 năm 1984 đến hệ thống điều khiển khí động học bằng máy tính trên Porsche 959, ô tô ngày càng tận dụng các nguyên lý tương tự máy bay.

Những cánh gió chủ động trên Pagani Huayra hoạt động giống cánh lái máy bay, trong khi cánh gió sau của Bugatti Veyron và Chiron có thể tạo ra hơn 300 kg lực cản khí động để hỗ trợ phanh ở tốc độ cao.

Các chi tiết khí động nhỏ như bộ tạo xoáy cũng có xuất xứ từ máy bay quân sự thập niên 1950 nhằm duy trì lực nâng ở tốc độ thấp. Phải đến gần 50 năm sau, Mitsubishi Lancer Evolution 8 MR mới là mẫu xe đầu tiên ứng dụng hiệu quả công nghệ này để tăng độ ổn định và giảm lực cản.

Bên cạnh đó, các ống dẫn gió kín vốn được phát triển cho động cơ phản lực từ những năm 1930 và 1940 đã mở đường cho việc làm mát phanh và động cơ trên ô tô thể thao từ thập niên 1960.

Cuối cùng, hầm gió là công cụ không thể thiếu của cả hai ngành. Anh em nhà Wright đã sử dụng hầm gió từ năm 1901 trước chuyến bay lịch sử.

Đến năm 1921, kỹ sư hàng không Edmund Rumpler thử nghiệm khí động học cho ô tô Teardrop, mở đầu cho việc áp dụng hầm gió trong ngành xe hơi. Mẫu Chrysler Airflow năm 1934 là chiếc xe thương mại đầu tiên hưởng lợi rõ rệt từ phương pháp này, trước khi Daimler Benz xây dựng hầm gió chuyên dụng cho ô tô tại Stuttgart năm 1943.

Nhìn tổng thể, nhiều công nghệ tưởng chừng rất đời thường trên ô tô hiện đại thực chất là kết quả của hàng chục năm thử nghiệm và hoàn thiện trong ngành hàng không. Từ an toàn, kết cấu đến khí động học và điều khiển điện tử, bầu trời đã và đang tiếp tục định hình cách con người di chuyển trên mặt đất.

Xem thêm

Cỡ chữ bài viết: