Nội Dung
NASA và Boeing đang hợp tác phát triển một thiết kế cánh máy bay hoàn toàn mới với hình dạng dài và mảnh hơn so với cánh truyền thống. Công nghệ này được kỳ vọng sẽ giúp giảm đáng kể mức tiêu thụ nhiên liệu, hạn chế phát thải khí nhà kính và nâng cao hiệu quả khai thác trong hàng không thương mại. Tuy nhiên, đi kèm với tiềm năng lớn là những thách thức kỹ thuật phức tạp đòi hỏi các giải pháp công nghệ tiên tiến.
Theo NASA, cánh máy bay dài và mảnh mang lại lợi thế lớn về khí động học nhờ khả năng giảm lực cản khi tạo lực nâng. Điều này giúp máy bay duy trì hiệu suất bay ổn định với mức tiêu hao nhiên liệu thấp hơn so với thiết kế cánh hiện nay.
Trong bối cảnh ngành hàng không toàn cầu đang chịu áp lực cắt giảm phát thải carbon, việc cải thiện hiệu suất khí động học được xem là một trong những giải pháp cốt lõi. NASA và Boeing đánh giá rằng công nghệ cánh mới có thể đóng vai trò quan trọng trong thế hệ máy bay thương mại tương lai, đặc biệt đối với các đường bay trung và dài.
Mặc dù có nhiều ưu điểm, cánh dài và mảnh cũng đặt ra không ít rủi ro. Do có tỷ lệ chiều dài lớn so với độ dày, loại cánh này trở nên linh hoạt hơn, dễ bị ảnh hưởng bởi gió mạnh và các nhiễu động khí quyển.
Một trong những nguy cơ lớn nhất là hiện tượng “flutter” – dao động cộng hưởng giữa lực khí động và kết cấu cánh. Nếu không được kiểm soát, hiện tượng này có thể gây rung lắc mạnh, ảnh hưởng đến độ ổn định của máy bay và thậm chí dẫn đến hư hỏng kết cấu nghiêm trọng.
Chính vì vậy, việc kiểm soát độ ổn định và an toàn cho cánh máy bay trở thành trọng tâm trong các nghiên cứu và thử nghiệm của NASA và Boeing.
Để đánh giá chính xác hiệu quả và rủi ro của thiết kế mới, NASA và Boeing đã tiến hành thử nghiệm mô hình cánh trong hầm gió Transonic Dynamics Tunnel tại Trung tâm Nghiên cứu Langley. Đây là một trong những cơ sở thử nghiệm khí động học hàng đầu của Mỹ, cho phép mô phỏng các điều kiện bay thực tế ở dải vận tốc cận âm.
Mô hình cánh thử nghiệm được trang bị tới 10 bề mặt điều khiển chủ động, vượt xa các thiết kế trước đây vốn chỉ có hai bề mặt điều khiển. Hệ thống này cho phép phân bổ tải trọng linh hoạt khi máy bay đổi hướng, giảm tác động của gió và chủ động triệt tiêu dao động nguy hiểm.
Các thử nghiệm đầu tiên được thực hiện trong năm 2024 đã cung cấp dữ liệu nền tảng quan trọng, giúp các kỹ sư so sánh kết quả thực nghiệm với các mô phỏng trên máy tính. Nhờ đó, các mô hình khí động học được tinh chỉnh chính xác hơn, phản ánh đúng hành vi của cánh trong điều kiện bay thực tế.
Bước sang năm 2025, NASA và Boeing tiếp tục mở rộng thử nghiệm với nhiều cấu hình điều khiển khác nhau nhằm tối ưu hóa độ ổn định và hiệu suất. Đây được xem là giai đoạn then chốt để xác định khả năng ứng dụng thực tế của công nghệ này trong sản xuất máy bay thương mại.
Dự án này là bước phát triển tiếp theo của chương trình SUGAR (Subsonic Ultra Green Aircraft Research), nhưng có quy mô và độ phức tạp cao hơn, thể hiện tham vọng tạo ra một thế hệ máy bay tiết kiệm nhiên liệu vượt trội.
Nếu được ứng dụng thành công, cánh máy bay dài và mảnh có thể mở ra một kỷ nguyên mới cho ngành hàng không. Việc giảm tiêu thụ nhiên liệu không chỉ giúp các hãng hàng không tiết kiệm chi phí vận hành mà còn góp phần đáng kể vào mục tiêu giảm phát thải carbon toàn cầu.
Bên cạnh đó, thiết kế cánh mới còn hứa hẹn mang lại trải nghiệm bay êm ái hơn cho hành khách nhờ khả năng giảm rung lắc và tăng độ ổn định trong điều kiện thời tiết bất lợi. Đây là yếu tố ngày càng được các hãng hàng không quan tâm trong bối cảnh cạnh tranh về chất lượng dịch vụ.
NASA khẳng định rằng nghiên cứu cánh máy bay dài và mảnh là một phần trong chiến lược dài hạn nhằm phát triển hàng không bền vững. Trong tương lai, công nghệ này có thể kết hợp với động cơ tiết kiệm nhiên liệu, vật liệu nhẹ và nhiên liệu hàng không bền vững (SAF) để tạo ra các dòng máy bay thân thiện với môi trường hơn.
Sự hợp tác giữa NASA và Boeing cho thấy vai trò quan trọng của nghiên cứu khoa học và đổi mới công nghệ trong việc định hình tương lai ngành hàng không. Dù vẫn còn nhiều thách thức cần vượt qua, các thử nghiệm hiện tại đang mở ra những triển vọng tích cực cho một thế hệ máy bay hiệu quả, an toàn và xanh hơn.
Xem thêm: