Máy bay tương lai bay theo đàn như chim

Bầu trời tương lai có thể xuất hiện những máy bay mang hình dáng khác hẳn hiện nay, vận hành tiết kiệm hơn, bay nhanh hơn và phối hợp chặt chẽ hơn. Những ý tưởng được Hội kỹ sư cơ khí Anh, gọi tắt là IMechE, đề cập gồm thiết kế cánh liền thân, máy bay siêu thanh, động cơ phản lực tĩnh siêu âm và tiếp nhiên liệu trên không. Trong số đó, đáng chú ý nhất là viễn cảnh các chuyến bay đường dài di chuyển theo đội hình chữ V giống đàn chim, qua đó giảm đáng kể mức tiêu thụ nhiên liệu. Thiết kế cánh liền thân được thể hiện rõ trong mẫu máy bay thử nghiệm X-48B do Boeing phát triển, với phần thân nối liền vào cánh thay vì tách biệt như máy bay thông thường. IMechE nhận định X-48B có thể trở thành hình mẫu cho máy bay chở khách trong nhiều thập kỷ tới, bởi cấu trúc này hứa hẹn tiết kiệm nhiên liệu hơn. Tiến sĩ Philippa Oldham, thành viên IMechE, cho rằng toàn bộ máy bay được biến thành một khối thống nhất, từ đó nâng cao hiệu quả khí động lực khi hoạt động. Một hướng phát triển khác là máy bay siêu thanh Supersonic Green Machine của Lockheed Martin, mẫu thiết kế có hình dáng giống mũi tên khổng lồ. Máy bay này được dự đoán đạt tốc độ tối đa Mach 1,6, tương đương 544,46400 m/s và gần gấp đôi tốc độ âm thanh. Nếu được phát triển thành công, Supersonic Green Machine có thể trở thành người kế vị Concorde, mẫu máy bay chở khách siêu thanh từng được khai thác trên thế giới. Concorde ngừng hoạt động năm 2003, chủ yếu vì chi phí duy trì quá cao cùng những lo ngại liên quan đến an ninh, khiến thời đại hàng không dân dụng siêu thanh tạm thời khép lại. Tuy nhiên, các tiến bộ kỹ thuật hiện nay có thể giúp thế hệ máy bay mới giảm chi phí sản xuất, đồng thời nâng cao mức độ an toàn so với thiết kế trước đây. Viễn cảnh ấy mở ra khả năng hành khách một lần nữa được di chuyển giữa những thành phố xa bằng tốc độ vượt âm thanh, dù việc phát triển vẫn cần thêm nhiều bước. Tốc độ còn có thể tăng mạnh nhờ động cơ phản lực tĩnh siêu âm SJX61-2, do Cơ quan vũ trụ Mỹ, tức NASA, phát triển và thử nghiệm tại Trung tâm nghiên cứu Langley ở Virginia. Trong cuộc thử nghiệm năm 2008, động cơ đạt Mach 5, tương đương 1701,45 m/s và gấp năm lần tốc độ âm thanh. Khác động cơ truyền thống, động cơ này không có các bộ phận chuyển động mà sử dụng bộ hút khí oxy để đốt cháy nhiên liệu hydro. Nhược điểm lớn của động cơ phản lực tĩnh siêu âm nằm ở điều kiện vận hành, bởi nó chỉ hoạt động khi máy bay vượt Mach 5 để tạo đủ độ nén cần thiết cho quá trình đốt cháy hydro. Tiến sĩ Philippa Oldham tin rằng hạn chế này có thể được giải quyết trong tương lai gần bằng những cải tiến kỹ thuật phù hợp. Theo nhận định được dẫn lại, máy bay thương mại sử dụng động cơ phản lực siêu âm có thể trở thành hiện thực trong vòng 15 năm nữa. Không chỉ chạy đua về tốc độ, hàng không tương lai còn có thể học cách tiết kiệm năng lượng từ những đàn chim di cư. Báo cáo của IMechE cho rằng các chuyến bay thương mại đường dài bay theo đội hình chữ V có khả năng giảm tới 12% nhiên liệu, tương tự cách ngỗng và nhiều loài chim duy trì sức lực khi bay xa. Khi một con chim bay riêng lẻ, luồng không khí đi xuống dưới cánh tạo xoáy và làm giảm tốc độ, còn những con phía sau có thể tận dụng luồng khí do con dẫn đầu tạo ra để giảm lực cản. Áp dụng đội hình chữ V cho máy bay vẫn đặt ra bài toán an toàn, vì các phương tiện phải duy trì khoảng cách rất gần trong suốt hành trình. Công nghệ điện tử hiện đại, camera cảm ứng và hệ thống điều khiển từ xa có thể giúp máy bay giữ vị trí chính xác, đồng thời giám sát phương tiện phía trước. Bên cạnh đó, tiếp nhiên liệu trên không vốn phổ biến trong hàng không quân sự, như B-2 Spirit từng được KC-10 Extender tiếp nhiên liệu vào tháng 7/2006, nhưng chưa áp dụng cho máy bay chở khách vì hạ tầng hiện tại chưa đáp ứng.