Trong 60 năm qua, thiết kế của máy bay thương mại trên toàn thế giới hầu như không thay đổi.
Các máy bay chở khách hiện đại như Boeing 787 và Airbus A350 có hình dáng chung tương tự Boeing 707 và Douglas DC-8, được chế tạo vào cuối những năm 1950, và vẫn duy trì kiểu dáng "thân ống và cánh" cho đến ngày nay.
Đó là vì hàng không thương mại ưu tiên độ an toàn, thiên về các giải pháp đã được thử nghiệm và kiểm tra. Ngoài ra, các phát triển khác về mặt vật liệu và động cơ vẫn phù hợp với thiết kế truyền thống.
Tuy nhiên, ngành hàng không đang chuẩn bị sẵn sàng cho một sự chuyển đổi lớn. Cuối tháng 3, hãng sản xuất máy bay JetZero có trụ sở tại Long Beach (bang California, Mỹ) đã được Cơ quan Quản lý Hàng không liên bang (FAA) cấp giấy chứng nhận đủ điều kiện bay đối với dòng máy bay với thiết kế "cánh liền thân" Pathfinder, mở đường cho việc thực hiện các chuyến bay thử nghiệm. JetZero đặt mục tiêu đưa loại máy bay này vào khai thác vào năm 2030.
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.
Giám đốc điều hành JetZero, ông Tom O'Leary cho biết bộ khung máy bay cánh liền thân có thể giảm 50% lượng tiêu thụ nhiên liệu và khí thải, mô tả đây là một bước nhảy vọt "đáng kinh ngạc" trong ngành hàng không.
Thiết kế "cánh liền thân" không phải là một ý tưởng mới.
Những nỗ lực nhằm chế tạo máy bay theo thiết kế này đến từ cuối thập niên 1920 ở Đức. Nhà công nghiệp kiêm thiết kế máy bay người Mỹ Jack Northrop từng tạo ra phương tiện như vậy vào năm 1947, truyền cảm hứng cho sự ra đời của máy bay ném bom B-2 vào thập niên 1990.
Lai giữa kiểu "thân cánh liền khối" với kiểu thân ống và cánh truyền thống, thiết kế "cánh liền thân" cho phép toàn bộ máy bay tạo ra lực nâng, giảm tối đa lực cản.
Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) cho biết thiết kế như vậy giúp tăng hiệu suất nhiên liệu, tạo ra khu vực chở hàng hoặc hành khách lớn hơn ở giữa thân máy bay. Họ đã kiểm tra thiết kế trên máy bay thử nghiệm X-48.
Qua hơn 120 chuyến bay thử nghiệm từ năm 2007 đến năm 2012, hai máy bay X-48 không người lái điều khiển từ xa chứng minh tính khả thi của thiết kế. Máy bay loại này sẽ có sải cánh lớn hơn một chút so với Boeing 747 và có thể hoạt động ở các nhà ga sân bay hiện nay.
Theo NASA, máy bay "cánh liền thân" cũng nhẹ, tạo ra ít tiếng ồn và khí thải, có chi phí vận hành thấp hơn máy bay vận chuyển thông thường.
Cả hai "gã khổng lồ" sản xuất máy bay Boeing và Airbus đều đang nghiên cứu những ý tưởng tương tự. Năm 2020, Airbus chế tạo một máy bay "cánh liền thân" nhỏ dài khoảng 1,8m và bày tỏ hứng thú tạo ra máy bay kích thước thật trong tương lai.
Tuy nhiên, những thách thức kỹ thuật cũng đang khiến các hãng sản xuất có phần "chùn bước." Theo ông O'Leary, một trong những thách thức chính đó là áp lực đối với phần thân không phải hình trụ. Máy bay hình trụ chịu các chu kỳ giãn nở và co ngót thường xuyên đi kèm mỗi chuyến bay tốt hơn.
Thiết kế thân ống và cách phân tách áp lực riêng rẽ lên thân và cánh máy bay, trong khi thiết kế cánh liền thân nối liền hai bộ phận với nhau.
Hiện nay, JetZero có thể xử lý bằng vật liệu composite vừa nhẹ vừa bền. Hình dáng mới sẽ khiến nội thất máy bay trông khác hẳn so với máy bay thân rộng ngày nay.
Cùng một lượng hành khách, máy bay "cánh liền thân" có thể có 15-20 hàng ghế dọc cabin, tùy theo thiết kế mỗi hãng hàng không lựa chọn. Ông O'Leary cho biết JetZero muốn phát triển đồng thời 3 phiên bản máy bay cánh liền thân dùng để chở khách, chở hàng và chở nhiên liệu.
Bất chấp những thách thức, dòng máy bay "cánh liền thân" đang mở ra một con đường đầy hứa hẹn trong tương lai về một cuộc cách mạng trong thiết kế máy bay.
Sự thay đổi tích cực báo hiệu một mô hình tiềm năng trong ngành hàng không thương mại hướng tới dòng máy bay hiệu quả và thân thiện hơn với môi trường./.