Ngành hàng không thương mại đang nỗ lực giảm tác động khí hậu và vẫn đang "chật vật" tìm hướng đi để đạt mục tiêu phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050. Nhiên liệu hàng không bền vững không được sản xuất đủ nhanh, và dường như có rất ít lựa chọn thay thế cho tình trạng thiếu nhiên liệu động cơ phản lực và động cơ turbin.
Trong khi đó, việc điện khí hóa máy bay không dễ dàng như với phương tiện giao thông đường bộ. Các chuyên gia trong ngành cho rằng cần có công nghệ pin phát triển trước khi máy bay chở khách chạy điện có thể trở thành hiện thực.
Tuy nhiên, công ty khởi nghiệp Elysian của Hà Lan đang thách thức thực tế này bằng kế hoạch chế tạo một chiếc máy bay chạy hoàn toàn bằng điện, với tầm bay 500 dặm (805km), đủ chỗ cho 90 hành khách, và có khả năng giảm lượng khí thải tới 90%. Mục tiêu của hãng là đưa chiếc máy bay này vào “bay thương mại” trong vòng một thập kỷ.
CNN dẫn lời Reynard de Vries, Giám đốc thiết kế và kỹ thuật tại Elysian, cho biết: “Nhiều chuyên gia cho rằng bạn cần công nghệ pin… để đạt tầm bay và khả năng tải trọng hợp lý.”
“Nhưng câu hỏi mà chúng tôi tự đặt ra là 'làm cách nào để đạt được tầm bay tối đa với công nghệ pin mà chúng ta hiện có?' Chúng ta có thể bay xa hơn nhiều bằng máy bay điện chạy bằng pin, so với hầu hết những gì mà các nghiên cứu khẳng định - nếu bạn đưa ra những lựa chọn đúng đắn.”
Thiết kế độc đáo
Chiếc máy bay có tên E9X hiện mới chỉ tồn tại trên giấy.
Elysian đang lên kế hoạch xây dựng một mô hình máy bay này trong vòng hai đến ba năm tới, với dự tính phát triển một mẫu “nguyên cỡ” vào năm 2030.
“Bạn không nên cho rằng máy bay điện sẽ trông giống những chiếc máy bay (thành công nhất) ngày nay,” de Vries nói. “Điều bạn thực sự phải làm là thiết kế nó từ đầu, bắt đầu từ một tờ giấy trắng.”
“Chẳng hạn, thứ bạn thiết kế sẽ là một chiếc máy bay có tỷ lệ trọng lượng giống với máy bay phản lực cũ của những năm 1960, nhưng có tỷ lệ pin rất cao và trọng lượng kết cấu thấp hơn nhiều. Kết quả là bạn có một chiếc máy bay lớn hơn và nặng hơn nhiều, nhưng có thể bay xa hơn nhiều so với những gì mọi người nghĩ trước đây.”
De Vries cho biết E9X sẽ có tám động cơ cánh quạt và sải cánh dài gần 42m - lớn hơn một chiếc Boeing 737 hoặc Airbus A320, mặc dù cả hai máy bay này đều có thể chở lượng hành khách nhiều hơn gấp đôi so với chiếc máy bay “ý tưởng.” E9X cũng sẽ có thân máy bay mỏng hơn, cho phép cải thiện những đặc điểm cả về cấu trúc lẫn khí động học.
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. Các nguyên tắc thiết kế được giải thích trong một bài viết khoa học có tựa đề “A new perspective on battery-electric aviation” (tạm dịch: “Một góc nhìn mới về máy bay chạy điện”). De Vries và người đồng sáng lập Elysian, Rob Wolleswinkel, là hai trong số các tác giả của bài viết này.
Một nguyên lý quan trọng là pin sẽ được đặt ở cánh chứ không phải thân máy bay. De Vries nói: “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 ‘khối nặng’ này là đặt nó ở nơi lực nâng được tạo ra.”
Theo de Vries, công nghệ pin sẽ tương tự như những gì hiện có, và những tiến bộ về công nghệ pin trong 4-5 năm tới có thể mở ra những kịch bản khác nhau.
“Trong kịch bản thận trọng nhất, tầm bay có thể đạt 300 dặm (482km), nhưng chúng tôi tin rằng mục tiêu thực tế trong bốn năm nữa có thể là 500 dặm (805km).”
De Vries hy vọng tác động đến khí hậu của máy bay sẽ thấp hơn từ 75-90% so với các máy bay phản lực thân hẹp ngày nay, ngay cả khi tính đến việc sản xuất pin và điện dùng để sạc lại chúng.
Thách thức về thời gian "tiếp liệu"
E9X sẽ được thiết kế để phù hợp với cơ sở hạ tầng sân bay sẵn có. Tuy nhiên, thời gian “tiếp liệu” cho mỗi chặng bay kế tiếp có thể là một thách thức với một chiếc máy bay điện: Việc sạc pin mất nhiều thời gian hơn so với việc đổ đầy nhiên liệu vào bình.
“Mục tiêu của chúng tôi hiện nay là thời gian sạc tối đa 45 phút, nghĩa là lâu hơn một chút so với khoảng thời gian quen thuộc đối với một số hãng hàng không, đặc biệt là các hãng hàng không giá rẻ. Nhưng đó là mức tối đa, còn thời gian trung bình sẽ vào khoảng nửa giờ.”
Từ góc độ hành khách, de Vries tin rằng E9X sẽ mang lại trải nghiệm bay yên tĩnh và thú vị hơn.
Một số công ty khác cũng đang nghiên cứu máy bay điện và dự kiến đưa máy bay của họ đi vào hoạt động sớm hơn E9X. ZeroAvia của Anh và Mỹ đã cho 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.
Eviation do Israel thành lập cũng đã bay thử nghiệm chiếc máy bay của mình. Chiếc máy bay có tên Alice, có thể chở chín hành khách, “thuần điện” với tầm bay 250 hải lý (463km) được dự kiến đưa vào sử dụng vào năm 2027.
Cuối cùng, nhà sản xuất Heart Aerospace của Thụy Điển đang nghiên cứu một chiếc máy bay 30 hành khách có tên ES-30, với tầm hoạt động chỉ 100 hải lý (185km) nếu chạy hoàn toàn bằng điện, nhưng có thể đạt hơn 400 hải lý (740km) nếu kết hợp động cơ điện với động cơ cánh quạt phản lực truyền thống.
Công ty mới chỉ thử nghiệm một phiên bản mô hình, nhưng đang lên kế hoạch đưa ES-30 vào khai thác thương mại vào năm 2028.
Theo Gary Crichlow, nhà phân tích hàng không tại hãng tư vấn AviationValues, Elysian sẽ phải đương đầu với “trở lực” không nhỏ khi hiện nay có hơn 5.000 máy bay cùng cỡ E9X, với 70 đến 100 chỗ ngồi, đang hoạt động.
“Dữ liệu của chúng tôi cho thấy những chiếc máy bay này có thể tiếp tục hoạt động trong nhiều thập kỷ. Rất khó để ‘đua’ với lợi thế truyền thống mà các nhà sản xuất lâu đời có được trong phân khúc thị trường này” - ông nói.
Theo Crichlow, ngoài thách thức về công nghệ, việc đảm bảo cơ sở hạ tầng với nguồn cung cấp máy bay, phụ tùng và dịch vụ đào tạo ổn định trên quy mô lớn cũng như mạng lưới sạc điện đáng tin cậy là những thách thức khổng lồ.
Ngay cả khi Elysian có thể vượt qua những thách thức về công nghệ và cơ sở hạ tầng, hãng sẽ phải đối mặt với thách thức thương mại khi bước chân vào một thị trường cạnh tranh khốc liệt.
Crichlow nói: “Một kẻ đột phá như Elysian sẽ được chào đón, nhưng đó là một ngọn núi cực kỳ khó leo ngay cả với một công ty đã thành danh để sản xuất và hỗ trợ một sản phẩm có khả năng tồn tại về mặt thương mại trong thời gian dài.” “Nó sẽ cần túi tiền rất đầy.”./.
Mỹ: FAA cấp chứng nhận đủ điều kiện cho máy bay "cánh liền thân" của JetZero
Hình dáng máy bay hoàn toàn mới này trông tương tự thiết kế "thân cánh liền khối" mà máy bay quân sự như B-2 sử dụng, nhưng phần cánh có thể tích lớn hơn ở đoạn giữa.
