Máy bay chở khách bay nhanh gấp 5 lần tốc độ âm thanh

Những chuyến bay chở khách trong tương lai có thể đạt vận tốc khoảng 4.000 dặm/giờ, tương đương gần gấp năm lần tốc độ âm thanh, nếu các công nghệ hàng không tiếp tục tiến bộ đúng kỳ vọng. Kịch bản này được dự báo có thể trở thành hiện thực vào gần cuối thế kỷ, mở ra hình dung hoàn toàn khác về thời gian di chuyển giữa những thành phố cách xa nhau hàng nghìn kilômét. Thông tin xuất hiện trong báo cáo của Viện Kỹ sư cơ khí Anh, viết tắt là IME, nơi cho rằng nước Anh có cơ hội dẫn đầu một giai đoạn đổi mới quan trọng của ngành hàng không vũ trụ. Báo cáo mô tả hệ thống tương lai bằng hình ảnh giàu liên tưởng, gọi đây là “một phần của tàu sân bay Ark Royal trên bầu trời”, nhằm nhấn mạnh quy mô và tham vọng công nghệ. Theo IME, đến năm 2075 cùng những năm tiếp theo, các kỹ sư Anh có thể đạt nhiều bước tiến đáng kể trong thiết kế máy bay, đặc biệt ở những phương tiện bay tốc độ cực cao. Một mục tiêu nổi bật là phát triển máy bay Scramjet, loại phương tiện sử dụng động cơ phản lực tĩnh siêu âm, có khả năng đạt khoảng 4.000 dặm/giờ trong điều kiện vận hành phù hợp. Vận tốc nói trên tương đương khoảng năm lần tốc độ âm thanh, biến Scramjet thành ứng viên đáng chú ý cho những chuyến bay chở khách nhanh hơn rất nhiều so với hàng không hiện nay. Thiết kế được đề xuất mang hình chữ V, cấu trúc có thể hỗ trợ máy bay tận dụng luồng khí hình thành phía trước, từ đó giảm mức năng lượng cần thiết trong quá trình bay. Ý tưởng này không chỉ tập trung vào việc tăng tốc, bởi một phương tiện chở khách thực tế còn phải cân bằng giữa lực đẩy, mức tiêu thụ nhiên liệu, độ ổn định và khả năng vận hành an toàn. Động cơ Scramjet hoạt động dựa trên việc đốt cháy nhiên liệu trong dòng không khí chuyển động với tốc độ rất lớn, đồng thời kìm hãm không khí đi vào để tạo ra lực đẩy cần thiết. Khác với những động cơ thông thường, hệ thống này được thiết kế cho điều kiện siêu thanh, nơi không khí đi qua động cơ cực nhanh và các quá trình nén, đốt nhiên liệu diễn ra đặc biệt phức tạp. Chính yêu cầu kỹ thuật khắt khe đó khiến máy bay Scramjet hiện vẫn thuộc nhóm công nghệ tiên tiến, cần thêm nghiên cứu trước khi có thể phục vụ rộng rãi các hành khách dân sự. Một phương án khác cũng được các nhà khoa học thảo luận là biến phần thân chính, cánh và động cơ thành một cấu trúc thống nhất, thay vì tách biệt rõ ràng như nhiều máy bay hiện nay. Thiết kế tích hợp này có thể tạo không gian để xây dựng một “trạm nhiên liệu biết bay” ngay bên trong máy bay, qua đó thay đổi cách phương tiện mang và sử dụng nhiên liệu. Theo ý tưởng được nêu, máy bay không nhất thiết phải cất cánh với những thùng chứa đầy nhiên liệu, bởi hệ thống đặc biệt bên trong có thể hỗ trợ quá trình cung cấp năng lượng. Nguồn thông tin không trình bày chi tiết cách “trạm nhiên liệu biết bay” vận hành, vì vậy đây vẫn là một hướng thiết kế đang được thảo luận thay vì công nghệ đã sẵn sàng đưa vào khai thác. Bên cạnh viễn cảnh kỹ thuật, báo cáo IME còn đặt tương lai hàng không vũ trụ trong bối cảnh kinh tế rộng hơn, với nhu cầu đầu tư và định hướng dài hạn từ chính phủ. Stephen Tetlow, giám đốc điều hành IME, cho biết chỉ trong vòng 20 năm tới, thị trường có thể hình thành doanh số khoảng 25.000 máy bay mới, tổng giá trị vượt 2.000 tỷ bảng Anh. Quy mô dự báo này cho thấy ngành chế tạo máy bay không chỉ liên quan đến tốc độ, mà còn tạo ra thị trường lớn về nghiên cứu, sản xuất, việc làm và chuỗi cung ứng công nghiệp. Tetlow cho biết ngành hàng không vũ trụ Anh hiện đóng góp hơn 29 tỷ bảng mỗi năm cho nền kinh tế đất nước, một con số khiến việc chuẩn bị sớm trở nên đặc biệt quan trọng. Ông nhấn mạnh nước Anh cần hành động ngay để bảo đảm lĩnh vực này tiếp tục phát triển mạnh, thay vì chỉ chờ đến khi các công nghệ tương lai đạt độ hoàn thiện. Theo lãnh đạo IME, công nghệ hàng không vũ trụ của Anh sở hữu tiềm năng lớn, nhưng lợi thế đó không tự động chuyển thành vị trí dẫn đầu trong cuộc cạnh tranh quốc tế. Để cạnh tranh với các quốc gia khác, Anh được khuyến nghị xây dựng tầm nhìn chiến lược, thành lập cơ quan nghiên cứu chuyên dụng về hàng không vũ trụ và tìm kiếm nguồn tài trợ phù hợp. Những đề xuất này càng cấp thiết trong bối cảnh suy thoái kinh tế, khi các dự án nghiên cứu dài hạn thường cần nguồn vốn ổn định trước khi tạo ra sản phẩm thương mại. Nếu các mục tiêu được triển khai thành công, máy bay chở khách bay nhanh gấp năm lần tốc độ âm thanh có thể trở thành biểu tượng cho thế hệ hàng không cuối thế kỷ. Tuy nhiên, báo cáo hiện mới đưa ra triển vọng đến năm 2075, còn việc biến bản thiết kế Scramjet thành phương tiện dân dụng thực tế vẫn phụ thuộc vào nhiều bước tiến công nghệ và đầu tư.