NGÀNH HÀNG-KHÔNG VÀ NHỮNG LOẠI PHI-CƠ TRONG TƯƠNG-LAI.
Lê Chánh Thiêm

A. Mở đầu.

Sau ngày kỷ niệm 100 năm ra đời, ngành Hàng Không thế-giới đang chuẩn bị để bước theo tiến bộ của con người và đáp ứng cho nhu-cầu sự tiến triển của nhân-loại. Hiện tại, các hãng hàng-không lớn cũng như các hãng sản xuất máy bay đang có những chương trình nhằm thỏa-mãn nhu-cầu đi lại khi nền kinh-tế thế giới đang tiến nhanh trong thời đại máy móc.

B. Các loại máy bay trong tương lai:

Ngoài các phương-tiện đang có, các loại phi-cơ mới được đề cập sau đây là những thành quả của cuộc cách mạng thuộc ngành hàng không.

1. Máy bay taxi.

Đây là loại máy bay nhỏ, chở ít người và bay trên những lộ trình ngắn. Hiện nay, trên toàn cõi Hoa-Kỳ có rất nhiều phi-trường nhỏ để các phi-cơ nhỏ lui tới. Thường thì các loại phi cơ nhỏ nầy của tư nhân, để đi lại, giải trí hay của các công-ty cho thuê, của các chủ nông trại để phun thuốc, rải phân, rải hột giống,...Để đáp ứng nhu-cầu xử dụng phi cơ nhỏ đang gia tăng, các chuyên gia đang nghiên cứu để thực hiện loại máy bay nhỏ. Trung tâm Langley của NASA đang nghiên cứu để chế tạo loại máy bay hoàn toàn mới, thuộc đề án: “hệ thống vận tải bằng máy bay nhỏ (Small Aircraft Transportation System: SATS)”.

Theo đề-án nghiên cứu, hệ-thống nầy sẽ thay đổi hệ-thống lưu-thông theo mô thức hiện nay: “hành khách được vận chuyển đến những sân bay lớn trung-tâm sau đó đáp những chuyến bay thứ cấp đến các sân bay nhỏ gần nhất, nơi họ sẽ đến”. SATS sẽ chế tạo các loại máy bay từ 4 đến 8 chỗ ngồi, loại máy bay cỡ trung, loại máy bay con thoi (shuttle) để vận chuyển những nhóm hành khách nhỏ để khỏi tốn thì-giờ chờ đợi, khỏi check in tại các phi trường lớn với loại máy bay lớn đông người.

Ngoài ra, loại máy bay cá nhân (PAV) sẽ giúp ích trong nhu cầu đi lại, giải-trí cho cá nhân, họ tự lái lấy mà khỏi cần thuê phi-công chuyên nghiệp. Phi-cơ mà NASA sản xuất sẽ được trang-bị công nghệ máy tính mang tên “Thị-lực nhân-tạo”: một bản-đồ ảo về địa hình dưới đất để phi-công để hạ cánh an toàn trong những điều kiện không an toàn như thời tiết xấu, phi đạo không đủ đèn hướng dẫn ở các phi trường nhỏ hay phi cơ lâm nạn phải đáp khẩn cấp nơi không phải là phi-trường, vượt hẵn các loại phi cơ hiện có.

Trong cuộc chiến chống Cộng quân Bắc Việt xâm lăng miền Nam Việt-Nam, các phi-cơ taxi đã được xử dụng, đảm nhiệm chuyên chở các yếu-nhân Việt, Mỹ trong các chuyến công-tác đặc-biệt. Đây là các chuyên cơ của các hãng hàng không Mỹ được các phi-công chuyên nghiệp lái, được cơ-quan quân-sự Mỹ tại Việt-Nam thuê bao. Hành khách thường là các yếu nhân hay những người tham-gia các chuyến công tác đặc biệt. Thường thì hành khách phải chuẩn bị trước, đến chờ ở các phi-trường, phi-cơ vừa hạ cánh là hành khách lên phi-cơ và máy bay cất cánh ngay, khi trả về cũng thế, phi-cơ hạ cánh, khách xuống là phi-cơ bay đi tức thì. Tuy là phi-cơ cánh quạt bán phản lực nhưng bay rất nhanh, hành khách chỉ được cho uống nước giải-khát nhẹ trong chuyến bay mà thôi.

2. Máy bay cỡ lớn.

Theo các chuyên gia các ngành liên-hệ với kinh-tế, ngành vận chuyển bằng đường hàng không sẽ phát triển mạnh trong thời gian tới. Do vậy, các nhà sản xuất dự định sẽ chế tạo những chiếc máy bay lớn hơn các loại máy bay hiện nay. Các loại phi-cơ thương-mại lớn nhất hiện nay chỉ chở được trên dưới 400 hành-khách, chưa đáp-ứng cho nhu-cầu chuyên-chở.

Tại Hoa-Kỳ, các kỹ-sư cùng với các chuyên viên của hãng sản xuất máy bay Boeing đã và đang nghiên cứu để chế các chiếc máy bay lớn hơn, tiện-nghi hơn và nhất là đáp-ứng với điều kiện giảm tiếng ồn và giảm tối đa khí thải từ máy bay để bảo vệ môi sinh. Tuy nhiên, khác với quan-niệm của Airbus, việc chế các máy bay lớn không là mục tiêu của Boeing. Theo ông Randy Baseler, Phó Chủ-tịch Tiếp-thị của Boeing cho biết:

-“Chúng tôi có khả năng làm những chiếc máy bay lớn như thế nhưng khả năng thu lợi không cao”.

Hãng Airbus của châu Âu đang nghiên-cứu để đưa ra thị-trường chiếc A 380. Đây là chiếc phi-cơ thương mại cỡ lớn, có một phòng khách, một quán bar, các phòng tắm có gắn vòi tắm hoa-sen, một phòng tập thể dục, có thể chở được 555 hành khách. A380 dự trù sẽ bay trên các lộ trình xa và đông khách như từ Nữu Ước đến Luân-Đôn, Tân Gia Ba - Luân Đôn, Luân Đôn - Los Angeles, Đông Kinh – Cựu Kim Sơn.

Tưởng cũng cần biết thêm một chút về những con số của chiếc vận-tải-cơ C-5 Galaxy thuộc quân đội Mỹ, một phương tiện vận tải hàng-không khổng-lồ có một không hai. Do hãng Lookheed-Georgia Co. sản xuất, 4 máy turbo General Electric TF 39-GE-1C, chiều dài 247ft.10 inches (75.3m), chiều cao 65ft.1 (19.8m), sải cánh dài 222 ft. 9 inches (67.9m), trọng tải tối đa có thể cất cánh là 840.000 pounds (378.000kgs), chưa được 51.154 gallons, bay xa 6.985 miles, vận tốc 541 MPH (Mach 0.72), phi hành đoàn 6 người gồm 1 phi-công chính, 1 phi công phụ, 2 kỹ sư cơ khí, 2 nhân viên lo hàng hóa, giá ban đầu là: C-5A là 3.4 triệu USD; C-5B, 7.7 triệu uSD.

3. Phản-lực-cơ siêu âm.

Song-song với việc nghiên-cứu các loại phi-cơ mới được khởi động bằng các động cơ thường (cánh quạt, bán phản-lực, phản-lực,...) truyền-thống, các chuyên gia dốc tâm nghiên-cứu để chế tạo các loại phi-cơ có vận tốc cao. Đây là loại phi-cơ có động cơ được chế-tạo theo nguyên-lý “phản lực tĩnh siêu âm”, để cho phi-cơ bay nhanh gấp mấy lần vận-tốc âm-thanh, giúp hành khách đi lại nhanh chóng, không cần phải tốn nhiều thì-giờ ngồi trên phi-cơ trên những lộ-trình xa.

Theo tin tức phổ biến, hãng Dassault Aviation của Pháp có dự-án sản xuất phi-cơ siêu thanh Falcon SST, chở được từ 6 đến 8 hành khách, bay nhanh hơn cả Concord, nhằm phục-vụ cho các doanh gia trong nhu-cầu đi lại. Tại Hoa Kỳ, hãng Gulfstream cũng đang hợp tác với Lockheed Martin Skunk Works thiết kế mô hình kiểu phản lực siêu thanh cơ nhỏ dành cho các doanh gia, dự tính sản xuất để trong vài năm tới đưa vào sử-dụng.

Nhìn chung, để đáp ứng nhu-cầu trong thời-đại mới, các loại máy bay mới phải hơn hẵn gấp nhiều lần các loại phi-cơ truyền-thống. Dĩ nhiên hành khách phải chịu tốn nhiều tiền hơn và ngành hàng không phải đối mặt với nhiều thách-thức, giải quyết nhiều vấn nạn và nhất là phải có đủ tài chánh để trang-trải cho các chi-phí trong buổi ban đầu.

4. Máy bay cánh quạt lai trực thăng.

Những loại máy bay thông thường (cánh quạt, phản lực) chỉ bay thẳng tới phía trước, bay được xa và có thể bay nhanh để đáp ứng nhu cầu di chuyển. Muốn lượn phải, lượn trái, quay ngang, bay lui, đứng yên một chỗ trên không, con người đã chế ra loại phi-cơ trực-thăng nhưng loại phi-cơ nầy không bay xa và không bay nhanh được như loại cánh quạt, phản lực.

Ngày nay, một trang sử mới của ngành hàng không được viết nên khi con người đã chế tạo loại máy bay cánh quạt nhưng có thể điều khiển để hoạt động như một chiếc trực-thăng, đó là chiếc BA 609, sản-phẩm hợp tác của chuyên viên Mỹ và Ý. Phía Mỹ là Công-ty Hàng không Vũ-trụ Bell/ Augusta (Bell/ Agusta Aerospace Company) có trụ sở tại Texas, là công-ty có phần hùn của Công-ty Bell Helicopter Textron Inc. và Công ty Augusta Westland của Ý Đại Lợi.

BA 609 có 2 turbine cánh quạt phản lực (turboprop) đặt ở hai đầu cánh do hãng Pratt & Whitney sản xuất, độ quay lên đến 900. Khi muốn cất cánh thẳng đứng như trực thăng, điều khiển khối cánh quạt cho thẳng đứng (cánh quạt nằm ngang), nếu muốn bay thẳng tới phía trước thì điều chỉnh cho khối cánh quạt nằm ngang (cánh quạt thẳng đứng). Chỉ cần mất 20 giây để khối cánh quạt chuyển đổi vị trí; trong lúc đang bay, chuyển đối vị trí cánh quạt không ảnh hưởng đến việc bay. BA 609 có thể chở được 9 người, bay với vận-tốc 33 miles/giờ (550km/giờ), bay xa 750 miles.

Đặc điểm của BA 609 là không cần phi đạo, bay nhanh gấp đôi và bay xa hơn so với phi-cơ trực thăng thương mại hiện nay, tiện dụng cho việc tuần tiểu, thám sát, truy bắt, cứu cấp, di chuyển giữa các vùng hẻo-lánh không có phi trường.

Ông Don Babour, Giám-đốc Tiếp thị của Công-ty Bell/Agusta Aerospace nói:

-“Máy bay có thể đưa bạn đến nơi nào bạn muốn. Chúng tôi tin là chúng tôi đáp ứng đúng nguyện vọng”.

-“BA 609 sẽ không thay thế cho trực-thăng hay phi-cơ thường. Nó thực tế là loại thứ ba, một chọn lựa mới để bổ sung vào sự nhanh chóng mà thôi”, ông nói thêm.

Giá của chiếc BA 609 ít hơn chiếc Gulf Stream phản lực nhưng đắt hơn chiếc trực thăng thường. Vừa thành công trong cuộc bay thử, công ty đã nhận được 80 hợp đồng đặt mua BA 609, phân nửa từ khu-vực Bắc Mỹ, phần ba từ châu Âu, số còn lại từ Nam Mỹ.

Các số liệu của BA 609:

- Công-suất: 2 động cơ 1378 KW (1848 HP) có tên PT6C67A do Pratt & Whitney Canada chế-tạo.
- Tốc độ tối đa 510km/ giờ (275kt), tốc độ trung bình 465 km/h (260kt).
- Trọng tải 4765 kg (10,400 lb), trọng tải tối đa có thể cất cánh 7265kg (16,815lb).
- Sãi cánh 10m (33ft), thân máy bay dài 13.4m (44ft), cao 4.6m (15ft).
- Chỉ một phi-công, chở được từ 6 đến 9 hành khách
- Giá trung bình $ 2.5 triệu Đô la, còn tùy thuộc từng loại.

5. Máy bay câm.

Các tiếng ồn do phi-cơ, nhất là các phản-lực cơ cỡ lớn gây ra là một vấn nạn cho các nhà nghiên cứu. Do đó, người ta đang nghĩ đến việc chế-tạo những chiếc máy bay câm hay ít gây ra tiếng động. Viện Công nghệ Cambridge - MIT (CMI) đi đầu trong công-nghệ nầy.

Theo ông Ann Dowling, giám đốc Dự án Sáng kiến Máy bay câm (SAI) của CMI cho biết:

-''Để bảo đảm tiếng ồn không gia tăng quanh các sân bay là điều kiện quan trọng đối với các kế hoạch mở rộng, đặc biệt là tại phi trường Heathrow và Stansted (Anh). Đó cũng là vấn đề trung tâm trong các thiết kế tương lai''.

Dụ án SAI đang hợp tác nghiên cứu với nhiều công ty trong đó có Rolls-Royce để “thay đổi một số yếu tố công nghệ gây ồn của động cơ”. Khi máy bay cất cánh, tiếng ồn được tạo ra khi luồng khí thoát của động cơ hoà trộn với không khí yên tĩnh hơn ở xung quanh. Các cánh quạt và máy nén tốc độ cao của động cơ hút không khí vào để tạo ra lực đẩy cũng gây ra tiếng ồn. Trong suốt lộ trình bay cũng như lúc hạ cánh, tiếng ồn được tạo ra trên thân và các vùng khác của máy bay. Mục tiêu của SAI là chế ra loại máy bay phát ra tiếng ồn rất nhỏ hoặc ngang bằng với tiếng ồn bình thường.

Các nhà hoạt động về môi-sinh đã hoan nghênh những kế-hoạch của SAI từ khi Dự án bắt đầu vào năm 2003. Theo ông John Stewart, trưởng nhóm vận động chống mở rộng phi trường Heathrow ở London, Anh quốc cho rằng “SAI là sáng kiến công nghệ tốt nhất trong nhiều thập kỷ qua”. Ông nói:

-''Đây là sáng kiến thực sự thú vị và hơi khác biệt một chút so với một số lời hứa hẹn mà chúng tôi nhận được từ ngành hàng không và chính phủ về cách công nghệ sẽ giải quyết mọi thứ trong vòng 20 -30 năm tới. Công nghệ hiện nay sẽ không làm được điều đó''.

Theo ước tính, giao thông hàng không sẽ tăng 4%, làm cho bầu trời trở nên bận rộn, ầm-ĩ hơn. Để đáp ứng nhu-cầu gia tăng, cả Heathrow và Stansted sẽ xây dựng thêm các đường băng mới.

Công nghệ mới nầy nhằm đối phó với nhu cầu gia tăng đó. Tuy vậy, chế tạo máy bay không tiếng ồn rất khó khăn. Một trong những nghiên-cứu cho máy bay không tiếng ồn là cánh hoà lẫn với thân. Về điểm nầy, ông Ann Dowling cho biết:

-“Nếu lắp động cơ bên trên máy bay chứ không phải bên dưới, khung sẽ chắn một số âm thanh''.

-“Phải mất một thời gian dài để phát triển một loại máy bay mới trong ngành hàng không. Do đó, chúng ta không thể mong đợi sẽ có những sửa chữa ngay lập tức. Máy bay câm lặng sẽ không xuất hiện trong vòng 15-20 năm tới song nếu chúng ta không bắt đầu, chúng ta không thể có được nó'', cũng theo ông Dowling.

Liên minh châu Âu (EU) tài trợ các dự án nhằm giảm tiếng ồn và giảm tiêu thụ nhiên liệu của máy bay. EU còn tài trợ nhiều dự án khác như: dự án FRIENDCOPTER nhằm giảm tiếng ồn của động cơ và cánh quạt máy bay trực thăng; dự án TANGO nhằm chế tạo ra các máy bay hạng nhẹ; dự án EEFAE chế tạo động cơ máy bay tiêu thụ ít nhiên liệu vừa giảm lượng chất thải và dự án AWIATOR nhằm giảm trọng lượng thiết kế của máy bay, giảm độ ồn và nâng cao hiệu suất.

Tập đoàn SILENCE (R) lớn nhất châu Âu chuyên nghiên cứu về giảm độ ồn (với 51 công ty) đang tiến hành thử nghiệm công nghệ mới để giảm độ ồn của máy bay. Dự án có tổng trị giá trên 110 triệu Euro, trong đó liên Âu (EU) đóng góp 50%.

Hãng Boeing của Mỹ đang xem xét hầu chế tạo máy bay có thân hoà với cánh để tiết kiệm nhiên liệu cũng như giảm tiếng ồn. Các kỹ-sư thuộc Viện Công nghệ Massachusetts (MIT), Mỹ đang nghiên-cứu và thí nghiệm để thay đổi cách máy bay lăn trên phi-đạo hay giảm thời gian phi-cơ chạy trên phi-đạo. Kết quả thử nghiệm cho thấy tiếng ồn giảm bớt 5 decibel, một con số đáng kể.

Ta cũng cần biết thêm chi tiết “tiếng ồn” -trở ngại lớn nhất của các chuyến bay siêu âm- “gây ra từ đâu?”. Khi bay nhanh hơn sóng âm (vào khoảng trên 1.200km/giờ) sẽ tạo ra những tiếng sấm nổ khi sóng sốc ở đầu và đuôi máy bay gặp nhau. Khi sóng sốc đè lên nhau, chúng tăng cường nhau, tạo ra tiếng ồn. Vận tốc máy bay càng cao, tiếng ốn gây ra càng lớn. Đó cũng là một nhược điểm của siêu-thanh cơ Concord gặp phải.

Vào thập niên 1970, hai giáo-sư Richard Seebass và Albert George thuộc Đại-Học Cornell, New York, đã đưa ra phương pháp khắc phục vấn đề sóng âm tạo ra do phi cơ gây nên. Hai ông cho rằng sóng sốc sẽ yếu hơn nếu chúng được căng ra trên một diện tích lớn hơn. Muốn vậy, có thể thay thế đầu nhọn của máy bay bằng mũi tù hơn. Phần cánh cũng cần thiết kế lại, nhất là nơi cánh gặp thân máy bay, làm sao để góc giữa các bề mặt không quá thay đổi. Như thế, sóng sốc tản ra nhanh khi chúng di chuyển ra xa những đường cong, sẽ làm phân tán năng lượng, tạo tiếng ồn nhỏ hơn.

Công ty Northrop Grummann đã thử nghiệm phát minh đó trên chiến đấu phản-lực-cơ F-5E tại Căn cứ không quân Edwards ở California. Họ đã thay thế mũi hình nón của F-5E bằng một chiếc đầu giống họng của con bồ nông. Các kỹ-sư giám-sát các chuyến bay thử nghiệm của chiếc F-5E bằng một loạt microphone và thiết bị cảm-biến áp-lực gắn trên mặt đất cùng trên một số máy bay đi theo nó. Ông Ed Haering, chuyên gia tiếng ồn máy bay tại Trung tâm Nghiên cứu bay Dryden của NASA cho biết cường độ của sóng sốc giảm xuống còn khoảng 38 Pascals, chưa bằng một nửa lực do tiếng ồn của Concord tạo ra.

Các cuộc thử nghiệm của Mỹ mở đường cho loại máy bay phản lực ít gây tiếng ồn. Để làm được điều đó, các chuyên gia cho rằng cần phải cải tiến hình dáng của máy bay cùng với những kỹ thuật mới, dĩ nhiên còn phải qua nhiều thí-nghiệm và phỉ tốn nhiều tiền.

6. Máy bay cánh dẽo.

Thông thường, toàn thân chiếc phi-cơ khi bay giữ nguyên trạng thái ban đầu của nó, nghĩa là thân hình nó ra sao vẫn giữ nguyên như thế. Trong trường hợp muốn tránh né (hỏa tiễn, máy bay khác, sườn núi, đám mây, khu-vực có địa-từ-trường mạnh, tránh bão, gió lốc,...) hay lượn, lách (khi biểu-diễn), phi công điều khiển cả chiếc máy bay quay theo thao tác họ muốn.

Trên các phương diện vật-lý-học, khí-động-học, hóa-học,... đôi cánh phi-cơ là nơi chịu nhiều áp-lực nhất. Đôi cánh phải thật cứng, thật chắc để chịu đựng nổi toàn thể chiếc máy bay khi cất cánh, hạ cánh, gia-tăng tốc-độ, bẻ ngoặt gấp, chịu đựng sự dằn xốc khi bay trong các đám mây v.v...Đối với chiến-đấu-cơ, cánh cần phải cứng hơn nữa để chịu đựng nổi các vụ thay đổi hướng đột-ngột trong các cuộc không chiến. Ngoài ra, có loại phi-cơ được thiết kế các bồn nhiên-liệu ngay trong cánh thì cánh phải thật cứng.

Trước nay, một máy bay chiến đấu chỉ lạng tránh chứ chưa bao giờ cụp hoặc rụt cánh lại được. Ngày nay, con người đã nghĩ ra việc sáng chế đôi “cánh dẽo” có thể giãn nở hay co rút lại được để cho phi-cơ để dễ-dàng hơn trong các thao-tác cần thiết, trong các tình-huống đặc-biệt. Các nhà nghiên-cứu của Cơ-quan Quản-trị Hàng-Không Không-gian Hoa-Kỳ NASA đã nghiên-cứu để chế loại máy bay có cánh “thần kỳ” cho phi-cơ quân-sự ngỏ hầu tránh được các thiệt-hại mà loại máy bay có cánh quy-ước mắc phải. Ban đầu, người ta tìm cách nào để thay đổi diện tích, chiều dài của cánh, kế đến là việc tìm vật-liệu chế tạo, rồi đến hình dáng thế nào để giảm sức cản của không-khí.

Các kỹ sư và chuyên-viên Mỹ đang áp-dụng chịu lực cho cánh dẻo theo phương pháp cột sống của cơ thể con-người. Mỗi đốt xương sống đều tham gia vào việc tải lực khi con người khom lưng, nhấc vật nặng, đứng dậy, gánh vác hoặc chơi thể thao. Mọi sự thay đổi tư thế của cơ thể đều do cột sống đảm nhận. Với NASA, cánh dẻo cũng phải linh hoạt như vậy. Mỗi khu vực của cánh sẽ cùng uốn lượn, xoay trở, chịu lực để cánh chịu được những động tác tăng tốc, đảo ngoặt. Nhiều loại vật-liệu được dùng để thí-nghiệm như sợi carbone tổng hợp, nhôm siêu nhẹ, những hợp kim v.v...

Nhũng thử nghiệm của NASA đòi hỏi đôi cánh dẻo phải chịu được tối thiểu từ 70 đến 90 luồng gió khác nhau, hơn 120 kiểu đảo cánh bất chợt. Các chuyên gia cần một loại chất dẻo giúp cánh chịu được những cú vặn, xoắn thật lớn dưới áp lực của không khí cho những lúc máy bay rơi vào tâm bão hay vùng đang có giông tố quá mạnh.

Dự án nầy được sự tham-gia của Hải-quân và Không quân Mỹ. Trong Hải quân, người ta đã nghiên-cứu vật liệu “mịn” để làm vỏ tàu ngầm hầu tránh sức cản của nước khi lặn, lạng lách cũng như không gây ra tiếng động. Trong Không-quân, dự án nầy đang được nghiên cứu ưu tiên cho các loại phi-cơ F/A-18, B1-B, F-14 vì chúng là những loại chiến đấu cơ cần các tính năng nói trên. Các chuyên viên Mỹ nghiên cứu hầu chế ra máy tính để điều khiển các thao-tác cần thiết trong tình huống khẩn cấp. Hệ thống điện tử nầy sẽ tự chỉnh diện tích, hình dạng cánh để phù hợp với tư thế nhào lộn hoặc giảm hay gia-tăng tốc-độ.

Thế nhưng người ta vẫn còn nghi ngại, không tin máy tính đủ linh-hoạt trong những tình huống đặc-biệt mà một sai lầm nhỏ có thể mang đến thảm-họa. Cho đến bây giờ, NASA mới sáng chế được “đôi cánh dẻo” được điều chỉnh bằng động-cơ do phi-công đảm-trách. Theo ông Peter M. Flick, Giám-đốc Dự án của Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Không quân (AFRL), một đơn vị tham gia dự án chế tạo cánh dẻo cho biết:

-"Nếu cánh dẻo đạt được thành công nhất định, chúng tôi sẽ có một máy bay nhanh hơn F/A-18 hiện nay, nhất là khi bẻ lái".

Cũng nằm trong kế hoạch nầy, các kỹ sư của công-ty Lockheed Martin còn muốn tạo ra một loại máy bay biết "chơi thể thao", nghĩa là biết thực hiện được mọi động tác phức tạp nhất, như: rút hẳn cánh lại, gập hai cánh cong đến độ hai đầu có thể cánh chạm nhau hoặc hai cánh có thể gập lại sát thân rồi chạm nhau dưới bụng máy bay. Riêng Công ty NextGen Aeronautics ở California còn nghĩ đến việc áp dụng đôi cánh dơi cho máy bay: loại cánh to, rộng nhưng có thể biến thành nhỏ hoặc có những mấu nhọn nhô lên như hai cánh dơi. Đó là những “ước mơ” nhưng không ai dám xác quyết rằng nó sẽ không bao giờ xảy ra.

Châu Âu cũng theo chân Mỹ trong việc tạo ra cánh dẻo. Pháp và Ý đang hợp tác trong chương trình DAS để tạo ra một loại cánh dẻo có thể vỗ như cánh chim. Phòng thí nghiệm Bell của Đức thì nghĩ đến loại cánh dựng đứng, vẫy lên vẫy xuống như cánh bướm. Trung tâm Nghiên cứu Khoa học Quốc gia Pháp đang tìm hiểu những cú đập cánh của chuồn chuồn. Trở ngại cho các nghiên cứu theo kiểu nầy của Pháp là chuồn chuồn có đến 4 cái cánh. Các kỹ sư của Pháp và Đức muốn dùng nhiệt để đưa cánh máy bay trở về trạng thái ban đầu sau khi biến dạng, nhưng theo phía Mỹ, cần dùng động năng.

Một số phòng thí nghiệm châu Âu lại nghĩ đến việc dùng điện trường, từ trường hay ánh sáng để giúp cánh dẻo thay đổi diện tích, chiều dài. Tuy nhiên, trở ngại cho nghiên-cứu nầy là trong những chuyến bay đêm không ánh mặt trời hay khi máy bay rơi vào lốc xoáy trời tối. Một mô hình máy bay theo kiểu con ong đang được Mỹ và châu Âu nghiên cứu: chiều dài sải cánh có khi gấp ba thân máy bay, giúp phi-cơ tăng tốc nhanh, tiết kiệm nhiên liệu và dễ dàng tránh được thiệt hại khi gặp bão tố bất thần.

Một nhóm kỹ sư tại Texas cho rằng cánh dẻo giúp máy bay tiết kiệm nhiên liệu, khi máy bay sắp cạn xăng, cánh tự điều chỉnh diện tích và độ dài sao cho vận tốc tăng tối đa, nhưng nhiên-liệu ở mức tối thiểu. Ngoài ra, các cuộc hạ cánh khẩn cấp cũng được tính toán trước, tối thiểu 7-9 phút đủ để phi công chọn tình huống an toàn và hiệu quả. Các kỹ sư Mỹ đặt kỳ vọng vào cánh dẻo trong khả năng tránh hỏa lực đối phương. Trong thực tế, cánh máy bay cố định từng là cái đích cho đủ loại hỏa lực, một loại cánh dẻo co rút nhanh để tránh được đủ loại đe dọa như vậy quả là một thành công rất lớn!

Các quan niệm về cánh dẻo, cánh thông minh như vậy được NASA xem là những dự án quan trọng trong thời gian sắp tới và Mỹ là quốc gia đầu tiên nghĩ đến mô hình máy bay như vậy vì mục đích chiến tranh nhưng người ta cho rằng cũng sẽ có ích cho cả ngành hàng không dân dụng cùng các hoạt-động liên-quan đến lãnh-vực không-gian.

Những cột mốc đáng ghi nhớ của 100 năm loài người “biết bay” như sau:

- Năm 1908, anh em Wright cất cánh trên chiếc máy bay có thân bằng gỗ trên bầu trời Kitty Hawk, North Carolina, Hoa-Kỳ.

- Năm 1927: phi-công Charles Lindbergh một mình vượt Đại Tây Dương từ New York bay sang Paris.

- Năm 1936: Chiếc DC-3 có hai cánh quạt của hãng Mc Donnell Douglass ra đời. Hơn 10 ngàn chiếc loại nầy ra đời sau đó để cung ứng cho nhu cầu.

- Năm 1939: chiếc máy bay trực thăng đầu tiên ra đời.

- Năm 1957: phản lực cơ Boeing 707 chở được nhiều người bắt đầu hoạt động.

- Năm 1972: Boeing 747-100 chở được hơn 400 khách tung cánh trong không trung. 20 năm sau, trên 1.000 chiếc loại nầy có mặt khắp bầu trời.

7. Máy bay tàng hình:

Phòng Thí-nghiệm Máy bay tàng hình thuộc hãng Boeing vừa công-bố một kiểu máy bay tàng hình có tên Bird of Prey (Chim săn mồi) dành cho Không quân Mỹ. Kiểu máy bay nầy được bắt đầu thí-nghiệm từ năm 1992 ở Seattle, Washington, lần đầu bay thử vào năm 1996, sau đó với 37 lần bay thử khác. Các lần bay thử này cũng như mọi cải tiến kỹ thuật được giữ bí mật, khi đã đến lúc, hãng Boeing mới công-bố. Phát ngôn viên của Boeing giải thích với báo giới việc này như sau:

-"Hiện nay, công nghệ sử dụng cho phi cơ này đã trở thành những chuẩn mực phổ biến trong công nghiệp, nên không còn là bí mật nữa".

Chiếc Bird of Prey được giới thiệu với công chúng ở St. Louis, Missouri có chiều dài 14,3 mét, sải cánh rộng 7 mét, bay với tốc độ tối đa là 480 km/giờ với độ cao cực đại là 6.100 mét. Bird of Prey rất thích hợp với các cuộc oanh tạc các mục-tiêu ở độ cao thấp, giữa các khoảng không gian hẹp. Theo tin của Boeing, Bird of Prey có thể “qua mặt” mọi máy dò radar và tia hồng ngoại.

Trước các chi-tiết mà Boeing đưa ra, theo New Scientist thì Boeing vẫn còn giữ rất nhiều bí mật về Bird of Prey, loại máy bay chiến đấu đặc-biệt này. Điển hình, Bird of Prey còn có thể biến đổi màu sắc và độ phát sáng để lẩn vào các đám mây hầu mọi thiết bị quan sát không thể phát giác ra được dù nó bay giữa ban ngày.

Bird of Prey chỉ có một phi công. Điều đặc biệt là khi cần thiết, nó có thể bay không cần người lái, được trung-tâm hành quân điều khiển. Giá ban đầu của Bird of Prey khoảng 67 triệu USD.

Ngoài ra, hôm 23-11, chiến-đấu-cơ FA-22 Raptor được đưa vào Không lực Mỹ xử dụng cũng có thể “qua mặt” được radar (undetected by radar). Với những tính năng đặc-biệt cùng với vận tốc 1.550 km/giờ, chiếc máy-bay giá 260 triệu Đô-la, là chiếc chiến-đấu-cơ đắt tiền nhất thế-giới, có gắn đầu đạn truy-lùng mục-tiêu chính-xác và “có thể tấn công máy bay đối phương một cách mà thị giác phi công không thể nào phản-ứng được”.

Kế hoạch sản-xuất FA-22 Raptor có từ thời chiến tranh lạnh. Để chống lại phi cơ Nga, các nhà quân sự Mỹ đổ tiền vào nhiều đến độ Quốc Hội Mỹ cố gắng tạo áp lực để hủy bỏ kế hoạch nhưng họ đã thất bại. Không quân và Hải quân Mỹ đã có 277 chiếc để xử dụng trong đợt đầu. Hiện nay, Mỹ đang bắt đầu thực hiện chế tạo loại chiến đấu cơ thế hệ mới mang tên F-35 theo đơn đặt hàng đã được Bộ Quốc Phòng Mỹ chấp thuận trước đây mà các chi tiết về loại máy bay nầy chỉ được phổ biến hạn chế.

8. Máy bay sử dụng năng lượng sóng laser.

Từ khi tia laser được phát minh đến nay, không biết bao ứng dụng mang lại con loài người những thành công đáng kể. Việc laser có thể cung cấp được năng lượng cho máy bay là một khám phá mới đối với sự phát triển của ngành hàng không, là thành công phi thường của Cơ quan NASA.

Sau khi nghiên-cứu trên nguyên-lý, NASA đã chế ra máy bay sử dụng laser thay nhiên liệu. Máy bay có 5 cánh, nặng khoảng 311,85g làm bằng loại gỗ balsa -một loại gỗ nhẹ- và các ống carbon, được bọc bởi một lớp mylar mỏng như giấy bóng kính. Máy bay nầy được điều-khiển qua sóng radio, được trang bị một tấm pin cấu tạo bằng nhiều tế bào quang điện đặc biệt, có khả năng biến đổi năng lượng của sóng laser thành năng lượng điện để cung cấp cho mô-tơ làm quay cánh quạt.

Do máy bay có trọng lượng nhẹ, tốc độ thấp nên các nhà nghiên cứu tiến hành các cuộc bay thử nghiệm ở trong nhà kín để tránh gió và thời tiết: máy bay được phóng từ một chiếc bục đứng, bộ phát tín hiệu laser chĩa vào tấm tế bào quang điện làm cho cánh quạt xoay, đẩy nó bay quanh nhà kín.

Do không dùng xăng hay năng lượng từ pin nên những chiếc máy bay như vậy dễ dàng mang theo những thiết bị để nghiên cứu khoa học, viễn thông trên những chuyến bay dài không hạn định thời-gian, giúp mở mang cho ngành viễn thông. Các công-ty viễn thông có thể đặt thiết bị thu hay phát trên máy bay để nó bay qua các thành phố, chuyển các cuộc điện thoại, truyền hình dây cáp và Internet. Nếu ứng dụng việc dùng năng lượng qua sóng laser thành công sẽ là một công nghệ đầy hứa hẹn ở tương lai của ngành hàng không.

9. Máy bay sử dụng năng lượng mặt trời.

Nhằm chế ra những chiếc phi-cơ không cần nhiên-liệu để khởi động máy, các khoa-học gia NASA của Mỹ đã thí-nghiệm chiếc máy bay dùng năng-lương mặt trời có tên Helios của NASA. Helios không người lái, được điều khiển từ xa. Trong chuyến bay thử nghiệm vào tháng 8 năm 2001, Helios bay thử nghiệm thành công ở độ cao 29.000 mét. Lần bay này, Helios đã được sử dụng thử một loại năng lượng mới, chuẩn bị cho một chuyến bay dài theo kế hoạch. Máy bay Helios trông giống như một bộ cánh cong khổng lồ -nơi đặt các tế-bào quang điện- hơn là hình dáng một chiếc máy bay thông thường, hoạt động với 14 động cơ chân vịt. Helios được thiết kế để bay đường dài, tự nạp năng lượng cho các tế bào quang điện, trải trên hai cánh bằng cách hấp-thụ nhiệt năng từ mặt trời.

Các nhà khoa học Mỹ hy vọng rằng loại máy bay này có thể giữ độ cao trong thời gian không giới hạn, thu năng lượng từ mặt trời vào ban ngày và tích trữ nguồn năng lượng đó để sử dụng vào ban đêm. Nếu NASA thành công trong loại máy bay nầy sẽ là phương-tiện hữu-hiệu thay thế các vệ-tinh viễn thông, các vệ tinh quan sát trái đất đang dùng hiện nay.

Mới đây, trong lần bay thử nghiệm sau với động cơ dùng phương pháp khác, một máy bay kiểu nầy đã bị rơi. Chiếc Helios cất cánh từ một sân bay ở đảo Kauai thuộc quần đảo Hawaii trong chuyến bay thử nghiệm đã đâm xuống Thái Bình Dương 29 phút sau khi cất cánh.

NASA chưa xác định được nguyên nhân xảy ra nhưng đã tổ chức một toán điều-tra tai nạn. Toán nầy gồm các quan chức của AeroVironment, công ty đã sản xuất chiếc Helios theo đơn đặt hàng của NASA, cơ-sở ở California. Phát ngôn viên Trung tâm Nghiên cứu bay Dryden của NASA ở California cho biết:

- "Chiếc Helios đang bay ở độ cao 1.800 mét, phía Tây biển Kauai thì nổ tung".

Trước nay, lệnh cấm máy bay không người lái dùng trong thương-mại vẫn còn hiệu-lực. Hiện nay có nhiều tranh cãi về tính an toàn của máy bay không người lái thì tai-nạn của Helios xảy ra. Tạp chí NewScientist cho biết: một tổ-chức gồm các công ty thám hiểm vũ trụ -trong đó có NASA và AeroVironment- đang vận động để bỏ lệnh cấm nói trên. Thế nhưng còn có nhiều nhóm kịch liệt phản đối việc này.

10. Máy bay áp dụng phương pháp bay như chim.

Nghiên cứu phương pháp bay của giống chim ưng cùng các loại đại bàng, các chuyên viên của NASA đã thí-nghiệm một loại máy bay đặc biệt. Ứng dụng phương pháp tầm nhiệt, loại máy bay nầy sẽ hoạt động bằng cách tìm các luồng khí nóng trong bầu khí quyển, cỡi lên các luồng khí nóng nầy để bay cho tiết kiệm nhiên liệu, kéo dài chuyến công tác hơn. Các nhà nghiên cứu lắp đặt hệ thống computer trên đó để nó tự tìm luồng khí nóng trên lộ trình bay và hoạt động theo cơ chế tầm nhiệt. Được sự điều khiển từ các sở chỉ huy dưới đất, khi phóng lên không, nó hoạt động theo cơ chế bay định sẵn.

Trong một chuyến thử nghiệm tại căn cứ Edwards, khi phóng lên, nó tìm được luồng khí nóng và tìm đến. Khi đó, nó tự động tắt máy, bắt đầu bay vòng quanh để giữ độ cao nhờ vào lực nâng đối lưu của dòng không khí nóng. Nó bay thêm được 60 phút nhờ vào các tính chất đã nói ở trên. Ông Michael Allen, kỹ sư của NASA cũng là chuyên viên thuộc Dự án Bay tự động tại Trung tâm Nghiên cứu Bay Dryden cho biết:

-“Chuyến bay thí nghiệm cho thấy một chiếc phi cơ cỡ nhỏ có thể bắt chước các loài chim và tận dụng năng lượng tự do để lơ lửng trên bầu trời".

Ông nói thêm:

-"Chúng tôi đã thu thập được những dữ liệu độc nhất vô nhị và hữu ích trong các chuyến bay này và sự phản ứng của máy bay với các luồng khí nóng. Điều đó sẽ giúp chúng tôi cải tiến công nghệ và điều chỉnh lại các thuật toán đang được sử dụng".

Nếu thành công với phương pháp bay nầy, ngoài việc tiết kiệm nhiên liệu, kéo dài chuyến công tác, nó có thể giữ bí mật khi không gây ra tiếng ồn do động cơ máy bay phát ra để đối phương chú ý, có thể trong một chừng mực nào đó đem lại thành công cho công tác nó thi hành.

Từ thành công nầy, người ta đã lạc quan nhiều đến các thành công trong tương lai vào việc nghiên cứu các phương pháp bay khác để sáng chế ra những loại máy bay mới hầu đáp ứng nhu cầu của con người.

Người ta tin rằng còn nhiều thí-nghiệm âm-thầm khác đối với phi-cơ nhưng chưa được thông báo để giải quyết những vấn nạn mà các loại máy bay hiện nay đang gặp phải mà quốc gia quan-tâm nhất không ai khác hơn là Hoa-Kỳ, với đội-ngũ chuyên gia lành nghề cũng như có nhiều điều-kiện thuận lợi, nhất là có thừa tiền của dành cho các cuộc thử-nghiệm.

C. Lời kết:

Nhân loại vừa kỷ niệm 100 năm ngành hàng không, một quảng thời gian không dài nhưng đã có nhiều thành tựu đáng kể, mang lại cho con người nhiều tiện nghi, giúp mọi phát-minh, phát kiến được phổ-biến rộng-rãi. Theo mức phát triển như vậy, số máy bay dân dụng của toàn thế giới là 12.300 chiếc (năm 1997) sẽ tăng lên 17.700 chiếc (năm 2007) và 26.200 (năm 2017). Số máy bay cần thiết để thay thế cho số máy bay quá hạn sử dụng (30 năm) đến năm 2017, cần thêm 17.650 chiếc máy bay nữa. Con số phí tổn ước chừng 1,25 ngàn tỷ USD.

Trong tương lai, theo đà tiến-bộ như hiện nay, chắc con người sẽ làm nên những kỳ tích khôn lường, không những ở các hoạt động trên mặt địa cầu bé nhỏ mà còn những phi vụ bay bổng trong lãnh vực không gian vào thái-dương-hệ. Câu chuyện truyền-thuyết về Đường Minh Hoàng của Tàu vân du nguyệt điện đã thành hiện thực với phi-vụ Apollo 11 của thập niên 1960 và gần đây, thám xa Spirit của Jet Propulsion Laborator (JPL) được phóng lên đã và đang hoạt động trên Hỏa tinh. Phải chăng đó là những thành-tựu ban đầu của nhân loại để chuẩn-bị bước vào chinh-phục hoàn-toàn không gian? Chúng ta hãy chờ xem trong niềm hy-vọng!


Lê Chánh Thiêm
San Jose, 10-2004

Tài liệu tham khảo:

- ABC.
- BBC.
- CI.
- Cosmiverse
- Innovation.
- L'express.fr
- M. KA.
- NASA.
- NewScientist.
- Google, Ask Jeeves.
- Tài liệu tổng hợp
- LiveScience