Máy bay điện và bóng dáng một kỷ nguyên hàng không mới

Không còn là những nguyên mẫu có dáng vẻ lạ lẫm theo kiểu “đến từ tương lai”, nhiều phương tiện máy bay dân dụng chạy pin điện đang được cải tiến mỗi ngày để nâng cao tải trọng và quãng đường bay, chuẩn bị cho một kỷ nguyên cạnh tranh sòng phẳng với thế hệ phi cơ truyền thống đang thống trị bầu trời.

Máy bay điện trên đà “xâm chiếm” bầu trời

Đầu tháng 10/2023, đứng trên sân bay quốc tế Burlington ở trung tâm bang Vermont gần biên giới Canada của Mỹ, Chris Caputo, phi công có kinh nghiệm hàng ngàn giờ bay với chiến đấu cơ và phi cơ phản lực thương mại, vẫn không giấu được vẻ bồi hồi, bởi chuyến bay mà ông sắp thực hiện rất khác: ông chuẩn bị lần đầu tiên lái một chiếc máy bay chạy hoàn toàn bằng pin điện, mẫu CX300 do Beta Technologies chế tạo, dọc bờ biển phía Đông nước Mỹ, qua những vùng đông đúc ở Boston, New York và thủ đô Washington DC đến bang Florida cách xa hàng ngàn cây số. Trong 16 ngày liên tiếp, Caputo và các đồng nghiệp đã hoàn thành xuất sắc chặng đường trên chiếc CX300. Họ dừng chân tại 20 điểm trên chặng đường để nghỉ ngơi và nạp điện bổ sung cho máy bay.

Chiếc CX300 sở hữu buồng lái hiện đại, có thể chở 6 người, bay hơn 600km chỉ với một lần sạc.

Kết thúc hành trình, chiếc CX300 được bàn giao cho lực lượng không quân Mỹ để thử nghiệm trong vài tháng tới, trước khi nó được hoàn thiện hồ sơ để xin cấp phép vận hành thương mại. Theo New York Times, chuyến bay tưởng chừng thông thường đó mang đến tầm nhìn mới về ngành công nghiệp xanh – nơi bầu trời tràn ngập những chiếc máy bay không phát thải khí nhà kính. “Chúng tôi đang thực hiện điều thực sự có ý nghĩa cho tiểu bang, đất nước của chúng ta và cả hành tinh này”, phi công Caputo tự hào.

Cùng sự phát triển của ngành hàng không dân dụng kể từ sau chuyến bay lịch sử của anh em nhà Wright cách đây tròn 120 năm, rất nhiều nguyên mẫu máy bay điện đã được giới thiệu tới thế giới. Chúng thường có thiết kế rất độc đáo kiểu “đến từ tương lai”, nhưng khả năng ứng dụng trên thực tế (tải trọng, quãng đường di chuyển) và độ tin cậy kém khiến những chiếc phi cơ ấy nhanh chóng rơi vào quên lãng. Tuy nhiên, nhờ những tiến bộ công nghệ, đặc biệt là về pin và nhu cầu di chuyển chặng ngắn gia tăng đã khiến những chiếc máy bay chạy điện trở nên khả thi về mặt vận hành thương mại.

Theo New York Times, CX300 có khả năng bay 620km cho một lần sạc, con số rất ấn tượng. Nếu thực hiện các chặng bay ngắn từ 150 đến 250km, nó đủ năng lượng bay đi và về mà không mất thời gian sạc bổ sung. Beta thuộc sở hữu tư nhân và đã huy động được hơn 800 triệu USD đầu tư từ những “ông lớn” như Amazon, Fidelity hay TPG Capital. Công ty này quy mô 600 người và đã xây dựng một nhà máy lớn ở Burlington, nơi có thể sản xuất hàng loạt CX300 ngay khi Cục Hàng không liên bang (FAA) Mỹ chứng nhận. CX300 sở hữu thiết kế để cất cánh trên đường băng thông thường, tải trọng khoảng 600kg, tức khoảng 8 người lớn, tương đương những chiếc phi cơ xăng cỡ nhỏ. Beta đang chế tạo mẫu CX250 có khả năng cất cánh thẳng đứng như trực thăng và cũng chuyên chở người.

Phi công Caputo nhận xét, máy bay điện không to lớn và gầm gào uy lực như những chiếc máy bay phản lực mạnh mẽ mà ông từng điều khiển trong không quân, nhưng nó lại yên tĩnh và phản ứng nhanh nhạy, khiến “việc bay trở thành niềm vui”. “Bạn gần như hòa làm một với chiếc máy bay,” ông Caputo nói và cho biết máy bay rất yên tĩnh. “Bạn có thể nghe và cảm nhận được không khí lướt qua bề mặt máy bay. Những người ngồi trên máy bay cũng có thể nói chuyện thoải mái mà không có tiếng ồn động cơ”.

Ngoài Beta, nhiều hãng công nghệ mới nổi hay những tập đoàn máy bay khổng lồ như Airbus, Boeing và Embraer đều nghiêm túc nghiên cứu phát triển máy bay điện. Hoạt động này sẽ được thúc đẩy bởi Chính phủ Mỹ khi FAA mới đây cam kết sẽ hỗ trợ hoạt động của những thế hệ máy bay sử dụng phương tiện đẩy mới trên quy mô lớn từ năm 2028. Cùng lúc đó, Không quân Mỹ đang thử nghiệm một loạt máy bay điện, bao gồm CX300 của Beta hay chiếc taxi điện Joby từng gây sốt khi cất cánh ngay trên đường phố New York.

Theo CNN, nhà sản xuất Eviation Aircraft của Israel cũng đang xin cấp phép cho Alice, máy bay chở được 9 hành khách, 2 phi công và có thể bay hơn 800 km sau 30 phút sạc. Chiếc phi cơ được lấy theo tên nhân vật chính trong cuốn tiểu thuyết “Alice ở xứ sở thần tiên” có tốc độ tối đa 482 km/h nhờ động cơ Magni650 640 kilowatt. Eviation Aircraft xác nhận họ đã nhận các đơn đặt hàng khoảng 160 chiếc Alice, trị giá trên 5 tỷ USD.

Nguyên mẫu đầu tiên của máy bay Alice cất cánh.

Xu thế không thể đảo ngược?

Động cơ đốt trong đã và đang thống trị ngành vận tải dân dụng suốt nhiều thập kỉ qua, nhưng ngành công nghiệp này đang đứng trước thách thức phải thay đổi. Cuộc cách mạng với phương tiện chạy điện bắt đầu chậm nhưng đang trong giai đoạn phát triển bùng nổ. Tại nhiều quốc gia, xe hai bánh chạy xăng đã “lép vế” trước xe máy điện. Ôtô điện đến nay đã chiếm một phần đáng kể trong thị trường phương tiện xe cá nhân 4 bánh và thị phần đó đang lớn từng ngày. Trong năm 2022, doanh số bán xe điện (bao gồm cả xe xăng lai điện hybrid) tăng 55% trên toàn cầu, chiếm 13% tổng doanh số bán xe.

Với máy bay chạy điện, tuy chúng chưa thể chở quá nhiều hành khách và đòi hỏi hạ tầng sạc, nhưng lại có thể vận hành và bảo trì đơn giản hơn nhiều so với máy bay thông thường và trực thăng dùng nhiên liệu hóa thạch. Điều quan trọng hơn cả là chúng không hề phát thải khí nhà kính, tác nhân khiến Trái đất nóng lên mỗi ngày, khiến nó trở thành xu hướng tương lai khi nhân loại đang nỗ lực đạt mục tiêu phát thải về 0 vào năm 2050. Về giá cả, những chiếc máy bay điện sẽ rẻ hơn khi chúng được sản xuất đại trà. Giống như những chiếc flycam cách đây chừng 15 năm là những món đồ chơi lạ lẫm của người giàu, nhưng nay có thể mua được đơn giản với giá chỉ vài chục USD.

Các chuyên gia đ.ánh giá, ở giai đoạn đầu, máy bay điện có thể cạnh tranh trực tiếp với trực thăng, phương tiện cá nhân hoặc xe tải, nhất là ở những khu vực đường sá chưa phát triển, bị ảnh hưởng nhiều bởi thời tiết hoặc khu vực có nhiều sông, hồ vùng nông thôn Bắc Mỹ hay châu Âu. Nhờ độ linh hoạt cao, nó rõ ràng sẽ phục vụ rất tốt các hoạt động cứu nạn, cứu hộ. Một khách hàng của Beta đã lên kế hoạch sử dụng CX300 thay thế trực thăng để chuyển hàng hóa và nhân viên đến các mỏ dầu ngoài khơi, còn hãng vận tải UPS muốn tiên phong sử dụng máy bay điện để vận chuyển nội tạng cấy ghép.

Kevin Michaels, Giám đốc điều hành nhà tư vấn hàng không hàng đầu AeroDynamic Advisory nhận định, ở một khía cạnh nào đó, thách thức và hứa hẹn của phương tiện hàng không chạy điện ngày nay cũng giống như ô tô vào đầu thế kỷ 20. “Bạn có hàng trăm nhà sản xuất trên khắp thế giới, tất cả đều có cách riêng để chế tạo ra những chiếc xe, nhưng lại chưa có đường sá, chưa có đèn giao thông”, ông nói. “Cuối cùng, ngành công nghiệp ô tô đã tìm được chỗ đứng. Mọi thứ ổn định sau khoảng 20 năm và nó thay đổi cách thức mọi người sống, cách thức người ta thực hiện công việc hàng ngày”.

Đón đầu xu thế đó, một số thành phố trên thế giới đã bắt đầu xây dựng hạ tầng phục vụ máy bay điện. Thị trưởng thành phố New York Eric Adams mới đây công bố kế hoạch điện khí hóa 2 sân bay trực thăng của thành phố để phục vụ phương tiện cất cánh thẳng đứng chạy điện (eVTOL). Các Tiểu vương quốc Arab thống nhất (UAE) khẩn trương hoàn thành hạ tầng phục vụ taxi bay điện trên 2 tuyến từ sân bay Dubai đến khu nhà giàu Palm và tuyến từ sân bay Abu Dhabi đến khu Corniche, có cùng khoảng cách 35km. Đối với những phương tiện bay chạy điện cỡ nhỏ, chúng có thể sử dụng chung hạ tầng sạc với ôtô điện, vốn đang được đầu tư rộng khắp. Volocopter, một nhà sản xuất eVTOL hàng đầu của Đức, đang tìm cách đưa dịch vụ taxi bay thương mại đầu tiên để đưa đón khách hàng vòng quanh Paris của Pháp trong Thế vận hội mùa Hè 2024. “Thế vận hội là sao Bắc Đẩu chỉ đường của chúng tôi”, Giám đốc điều hành Volocopter, Dirk Hoke nói với hãng tin Reuters.

Một báo cáo trên trang của Diễn đàn Kinh tế thế giới (WEF) mới đây đ.ánh giá máy bay chạy bằng nhiên liệu hydro và điện có thể thực hiện từ 21% đến khoảng 38% số chuyến bay vào năm 2050. Theo công ty nghiên cứu thị trường Precedence Research, thị trường máy bay điện toàn cầu dự kiến sẽ tăng gấp 4 lần vào năm 2030 và ước tính giá trị có thể đạt gần 40 tỷ USD vào cuối thập kỷ này. Financial Times cho hay, các nhà đầu tư đã rót 7 tỷ USD vào phát triển eVtol.

Billy Nolan, cựu lãnh đạo Cục Hàng không liên bang Mỹ (FAA) nhận định, một kỷ nguyên mới hoàn toàn của ngành hàng không sắp bắt đầu. “Những gì chúng ta từng nghĩ là khoa học viễn tưởng đang trở thành hiện thực. Nó đang xảy ra, nó là sự thật và các bạn sẽ sớm thấy chúng trên thị trường”, Billy Nolan bình luận.