Chính phủ Mỹ đang hậu thuẫn một startup non trẻ với tham vọng táo bạo là chen vào thị phần của Boeing, nhà sản xuất máy bay thương mại duy nhất của nước này.
JetZero (thành lập năm 2021) đặt cược tham vọng của mình vào mẫu máy bay Z4 độc lạ. Nó có hình một con cá đuối, dạng "cánh liền thân", khác xa so với kiểu thiết kế "hình ống gắn cánh" tiêu chuẩn của các hãng hàng không trên thế giới suốt hơn 70 năm qua.
Thiết kế đột phá
Nếu JetZero thành công, mẫu máy bay này sẽ là bước ngoặt lớn nhất trong lịch sử thiết kế máy bay chở khách của Mỹ, kể từ khi Concorde - mẫu máy bay siêu thanh do Anh và Pháp hợp tác phát triển - xuất hiện vào thập niên 1960.
Theo thiết kế hình dung, cấu trúc khí động học của máy bay Z4 có thể giảm đáng kể lực cản không khí, từ đó tiết kiệm nhiên liệu 30% so với các máy bay cùng kích thước. Máy bay Z4 cũng có thể bay cao hơn 3.000 m so với các máy bay chở khách hiện nay. Ở độ cao này, không khí loãng hơn, làm giảm lực cản khí động học, nhưng đồng thời cũng tạo ra các thách thức về lực đẩy động cơ và vận hành an toàn.
JetZero cho biết, thiết kế của máy bay "cá đuối" cũng tạo ra không gian bên trong rộng hơn nhiều so với máy bay truyền thống. Nhờ phần thân máy bay được mở rộng, các kỹ sư có thể bố trí tới bốn lối đi, so với hai lối đi thông thường. Cửa sổ máy bay sẽ được thay bằng màn hình kỹ thuật số độ phân giải cao (kết hợp wifi tốc độ cao Starlink). Để bù lại, trần khoang hành khách sẽ có cửa sổ dạng giếng trời, đưa ánh sáng tự nhiên vào bên trong. Mỗi ghế sẽ có ngăn hành lý phía trên riêng, trong khi mỗi nhà vệ sinh sẽ có một khu vực chờ riêng. Điều này làm tăng không gian và sự thoải mái cho hành khách.
Tom O'Leary, Giám đốc điều hành của JetZero, cho biết, vài năm qua, ông luôn đau đáu với câu hỏi liệu thiết kế của mình có thành hiện thực được hay không. Để trả lời câu hỏi này, JetZero cần một khoản tiền rất lớn để sản xuất nguyên mẫu đầu tiên.
Và cơ hội đã đến, khi tháng Tám này, công ty đạt được thỏa thuận sơ bộ với Ngân hàng Xuất nhập khẩu Mỹ (US EximBank) để vay 3 tỷ USD xây nhà máy. Thỏa thuận được thực hiện trong khuôn khổ Sáng kiến Make More in America của chính phủ Mỹ, nhằm "hồi sinh ngành sản xuất Mỹ" và "đối phó với cạnh tranh từ nước ngoài".
Ngoài ra, JetZero cũng nhận được 235 triệu USD từ Không quân Mỹ để chế tạo mẫu thử nghiệm, đồng thời được hai công ty hàng không vũ trụ và quốc phòng đa quốc gia của Mỹ là Northrop Grumman và RTX hỗ trợ cung cấp động cơ Pratt & Whitney cho chiếc máy bay thử nghiệm đầu tiên.
Hãng hàng không United Airlines tuyên bố sẽ "đặt hàng có điều kiện" 100-200 chiếc máy bay cá đuối Z4, nếu chúng vượt qua quá trình phê duyệt an toàn của Cục Hàng không Liên bang Mỹ (FAA).
Không ít sự hoài nghi
Tom O’Leary cho biết, mẫu máy bay Z4 thực ra không đột phá đến vậy. Gần như toàn bộ các bộ phận - từ hệ thống điều khiển đến động cơ - đều cùng dạng với những máy bay hiện có, tức đã được FAA phê chuẩn. Điểm mới chủ yếu nằm ở cách JetZero kết hợp những bộ phận sẵn có này trong một thiết kế máy bay hoàn toàn khác.
Máy bay thử nghiệm X-48 của NASA có thiết kế cánh liền thân và đã thực hiện khoảng 120 chuyến bay thử nghiệm từ năm 2007 đến năm 2012. Ảnh: NASA
Ngay cả thiết kế cánh liền thân cũng không phải ý tưởng mới. Nó đã xuất hiện từ những ngày đầu của ngành hàng không. Ba mươi năm trước, Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Mỹ NASA đã chi hơn 1 tỷ USD để nghiên cứu thiết kế này và tiến hành các thử nghiệm nguyên mẫu. NASA từng bắt tay với Boeing để tìm hiểu xem những thiết kế máy bay có tính khí động học vượt trội, tối đa hóa lực nâng đồng thời giảm đáng kể trọng lượng và lực cản như thế sẽ giúp tiết kiệm bao nhiêu nhiên liệu.
Câu trả lời mà JetZero đưa ra hiện nay là tiết kiệm 30% nhiên liệu so với những thế hệ máy bay như Boeing 787.
Dù vậy, thiết kế cánh liền thân từ lâu đã hứng chịu không ít sự hoài nghi. Đây cũng là lý do vì sao một chiếc máy bay thương mại thực sự thuộc dòng này vẫn chưa bao giờ xuất hiện. Có ý kiến cho rằng những hành khách ngồi ở phần cánh có thể phải chịu lực quán tính lớn hơn, gây cảm giác khó chịu mỗi khi máy bay chuyển hướng. Việc không có cửa sổ thật trên máy bay có thể khiến cảm giác say máy bay trở nên tồi tệ hơn. Cách bố trí bốn lối đi trong khoang làm thay đổi hoàn toàn quy trình thoát hiểm khẩn cấp. Và hệ thống cầu ống lồng để dẫn khách lên máy bay hiện nay cũng không được thiết kế để phục vụ những chiếc máy bay như vậy.
JetZero tuyên bố họ đã có lời giải cho tất cả những lo ngại nêu trên. Định kỳ mỗi quý, đội ngũ của JetZero lại thuyết trình trước các chuyên gia đến từ các hãng hàng không khác nhau về từng chi tiết cụ thể của máy bay, như bố trí khoang hành khách, hệ thống điều khiển bay và cửa khoang hàng. Kết thúc mỗi đợt làm việc kéo dài hai ngày, đội ngũ của họ sẽ rút lui để đại diện các hãng hàng không thảo luận riêng với nhau về những điểm họ chưa hài lòng ở chiếc máy bay.
Những buổi họp này giúp JetZero điều chỉnh thiết kế máy bay cho phù hợp với hạ tầng sân bay và các quy chuẩn vận hành vốn đã tồn tại hàng thập kỷ. Quan trọng hơn, đây là cách công ty từng bước giới thiệu sản phẩm và thuyết phục các hãng hàng không dần chấp nhận mẫu máy bay mới.
Tháng Sáu vừa qua, JetZero đã khởi công nhà máy sản xuất tại Greensboro, bang North Carolina. Các nguyên mẫu thử nghiệm với kích thước thực tế dự kiến sẽ cất cánh vào cuối năm 2027, và dòng máy bay này có thể chính thức được đưa vào khai thác thương mại từ đầu những năm 2030.
Phân khúc ngách
Mẫu máy bay Z4 dự kiến có sức chứa khoảng 250 hành khách, thuộc phân khúc ngách, nằm ngay ở khoảng giữa của dòng máy bay thân hẹp lớn nhất và dòng máy bay thân rộng nhỏ nhất mà Boeing và Airbus đang cung cấp. Phân khúc này gần như bị bỏ ngỏ sau khi Boeing hủy kế hoạch phát triển dòng máy bay thay thế cho các mẫu thân hẹp 757 và 767, sau hai vụ rơi máy bay thảm khốc vào năm 2018 và 2019.
Airbus cũng đã nghiên cứu thiết kế cánh liền thân (dẫn đầu, bên phải) trong chương trình ZEROe, được công bố vào năm 2020. Ảnh: Airbus
Theo Tom O’Leary, khoảng trống trên thị trường hiện nay là hệ quả của việc thiết kế máy bay dựa trên phần thân hình trụ, buộc các hãng sản xuất phải lựa chọn giữa một ống thân to hơn hoặc nhỏ hơn. Ông so sánh giải pháp của JetZero giống như việc bán một chiếc áo cỡ vừa (size M) trong một cửa hàng vốn chỉ có sẵn cỡ nhỏ (size S) và cỡ lớn (size L).
Tuy nhiên, thiết kế cánh liền thân không hẳn là một lựa chọn dễ dàng về kích cỡ. Năm 2020, Airbus từng quảng bá một mẫu máy bay tương tự, có thể tiết kiệm tới 20% nhiên liệu. Nhưng theo một nguồn tin am hiểu về quyết định tạm ngưng dự án này, Airbus nhận thấy mẫu phi cơ đó sẽ có kích cỡ rất to mới tận dụng được tối đa hiệu quả khí động học.
Bên cạnh JetZero, một công ty khởi nghiệp khác của Mỹ là Natilus (thành lập năm 2016) cũng đang phát triển mẫu máy bay cánh liền thân tương tự nhưng với kích thước nhỏ hơn, tên là Horizon, có thể chở khoảng 200 hành khách. Mẫu này sẽ cạnh tranh trực tiếp hơn với dòng máy bay thân hẹp - phân khúc vốn đang chiếm đa số trong các đơn đặt hàng chờ xử lý của Airbus và Boeing. Aleksey Matyushev, CEO của Natilus, nói rằng phân khúc máy bay thân hẹp sẽ là thị trường lớn nhất trong 20 năm tới.
Cơ hội cho các tân binh
Cửa sổ cơ hội cho những startup như JetZero hay Natilus nằm ở chỗ hai hãng sản xuất máy bay lớn là Boeing và Airbus đang quá tải đơn hàng. Hàng loạt đơn giao hàng bị trễ khiến nhiều hãng hàng không phải chờ tới tận đầu-giữa những năm 2030 mới có máy bay để dùng. Điều này khiến những tân binh như Comac từ Trung Quốc (thành lập năm 2008) nhảy vào phá vỡ thế thống trị hiện tại của hai ông lớn. Các startup nhỏ hơn như JetZero hay Natilus cũng tham vọng chiếm được một phần trong miếng bánh đó.
"Tuy nhiên, khoảng thời gian cơ hội đó rất ngắn ngủi," Gary Crichlow, chuyên gia phân tích hàng không tại tờ Aviation News Limited nhận định. Theo ông, sở dĩ các dòng máy bay của Boeing và Airbus bán tốt vì chúng dễ tích hợp vào quy trình vận hành sẵn có của các dòng máy bay truyền thống, khiến đội ngũ phi công chỉ cần đào tạo bổ sung rất ít là có thể vận hành được.
Với bất kỳ mẫu máy bay mới nào, những trục trặc và vấp váp ban đầu là khó tránh khỏi, đặc biệt khi sản phẩm đến từ một nhà sản xuất chưa có nhiều kinh nghiệm và sử dụng thiết kế chưa được kiểm chứng.
Các startup sẽ phải tranh thủ thời gian để vượt qua các bài kiểm tra kỹ thuật thực tế, hoàn tất quá trình chứng nhận an toàn, và thuyết phục thành công khách hàng tiềm năng mua sản phẩm của mình thay vì một chiếc máy bay truyền thống.
Phong Du tổng hợp
---
Nguồn tham khảo:
Could the Most Radical Plane Design Since the Concorde Take On Boeing?, The Wall Street Journal, https://www.wsj.com/business/could-the-most-radical-plane-design-since-the-concorde-take-on-boeing-abd9a6ce
‘Horizon’ plane’s futuristic shape could revolutionize flying, CNN, https://edition.cnn.com/travel/natilus-horizon-blended-wing-aircraft-spc