Tương lai máy bay chở khách siêu thanh không gây tiếng nổ

Tiến bộ trong công nghệ giảm tiếng ồn có thể giúp máy bay chở khách siêu thanh khắc phục hạn chế do tiếng nổ siêu âm gây ra.

Khi máy bay chở khách Concorde lần đầu tiên xuất hiện trên bầu trời vào thập niên 1970, nó có thể bay từ London, Anh đến New York, Mỹ chỉ trong vòng ba giờ. Tuy nhiên, sự phát triển của máy bay chở khách siêu thanh bị hạn chế bởi những tiếng nổ lớn phát khi chúng vượt tốc độ âm thanh.

Những tiến bộ gần đây trong công nghệ giảm tiếng ồn, cùng với sự hạ giá của các chuyến bay thương mại có thể giúp máy bay chở khách siêu thanh trở nên khả thi trong vòng 10 năm tới, theo Wired.

"Nó thể hiện sự co lại của thế giới, giống như đường sắt xuyên lục địa và hàng không cận âm trước đó. Đây cũng là dấu hiệu cho thấy quá trình đảo ngược sự trì trệ, chậm đổi mới trong ngành hàng không suốt 40 năm qua", Samuel Hammond, nhà nghiên cứu thuộc Đại học George Mason, Mỹ cho biết.

Thiết kế máy bay chở khách siêu thanh AS2.

Nghiên cứu của ông cho thấy rằng công nghệ để xây dựng các máy bay siêu thanh không phát ra tiếng nổ siêu âm hoàn toàn nằm trong tầm với.

"Với vật liệu nhẹ, động cơ hiệu quả, mô hình máy tính tốt và nhiều kinh nghiệm hơn, chúng ta có thể tạo ra một chiếc máy bay vừa nhanh hơn vừa rẻ hơn Concorde".

Phát hiện này được công bố giữa lúc các tập đoàn công nghệ đua nhau thiết kế mẫu máy bay dân dụng siêu thanh đầu tiên kể từ sau Concorde.

Công ty khởi nghiệp Aerion và Spike Aerospace lên kế hoạch ra mắt sản phẩm đầu tiên vào năm 2023. Hồi tháng 11/2015, Airbus tuyên bố đang hợp tác với Aerion để chế tạo máy bay siêu thanh AS2 có thể bay với tốc độ 1.931km/h. Công ty cho biết chiếc máy bay AS2 của họ sẽ có khả năng đi du hành siêu thanh, cho phép hành khách đi lại giữa London và New York chỉ trong ba giờ, và Los Angeles đến Tokyo trong sáu giờ.

Máy bay AS2 có vận tốc tối đa 1.931km/h. (Ảnh: Aerion).

Nó sẽ bay với tốc độ tối đa 1.960km/h, xấp xỉ tốc độ 2.170km/h của Concorde. Nhóm nghiên cứu tuyên bố đã hoàn thiện thiết kế ban đầu cho cấu trúc cánh sợi carbon, thân máy bay, càng hạ cánh và hệ thống nhiên liệu. Phần cánh giúp giảm lực cản tới 20%, cho phép giảm lượng nhiên liệu tiêu thụ, tăng tầm bay và trang bị một khoang sang trọng có thể chứa đến 12 hành khách.

Một cải tiến quan trọng là hình dạng mỏng dài của máy bay, giúp giảm thiểu tiếng ồn khi vượt tốc độ âm thanh. Với máy bay siêu thanh thông thường, sóng xung kích từ các bộ phận như mũi và cánh cộng hưởng thành sức ép mạnh phát ra từ mũi tới đuôi.

Khi sóng xung kích này lan qua mặt đất, áp suất không khí tăng mạnh rồi giảm đột ngột, sau đó lại tăng lên nhanh chóng, gây ra hiện tượng "tiếng nổ kép".

Hình dạng dài, thanh mảnh hơn là cách tốt nhất để tạo ra sóng xung kích có cường độ yếu hơn. "Chúng tôi thấy các giải pháp kỹ thuật rõ ràng và có thể đạt được để thiết kế máy bay phản lực siêu thanh, cùng lộ trình thực tế để Aerion tiến hành chế tạo phi cơ và bay thử", phó chủ tịch Airbus Ken McKenzie tuyên bố.

AS2 phải đối mặt với sự cạnh tranh từ Spike Aerospace S-512, mẫu máy bay được thiết kế bởi một nhóm kỹ sư từ Boston. Cả hai hãng cho biết phi cơ của mình sẽ hoàn thiện chỉ trong vài năm tới.

Đối thủ chính là AS2 là mẫu S-512. (Ảnh: Spike Aerospace).

Tuy nhiên, tiến sĩ Hammond chỉ ra rằng ngành hàng không đang bị kìm hãm bởi lệnh cấm các chuyến bay siêu thanh dân sự trên toàn nước Mỹ do Cục Quản lý Hàng không Liên bang (FAA) đặt ra từ năm 1973. Họ đã kêu gọi thay thế lệnh cấm này bằng quy định hạn chế tiếng ồn.

"Năm 1973, FAA đã cấm bay siêu thanh dân sự ở Mỹ, cản trở sự phát triển của ngành hàng không. Đã đến lúc phải hủy bỏ lệnh cấm để xây dựng tiêu chuẩn tiếng ồn vừa phải và hợp lý hơn", Hammond và các cộng sự kết luận.