NASA phát triển thế hệ máy bay mới siêu nhẹ và linh hoạt

NASA chuẩn bị sử dụng X-56A, một phương tiện bay không người lái do Lockheed Martin chế tạo, để thử nghiệm các công nghệ máy bay nhẹ, tiết kiệm năng lượng và linh hoạt hơn. Chương trình do Phòng nghiên cứu quân sự không quân, viết tắt AFRL, phối hợp triển khai nhằm tìm cách kiểm soát những vấn đề thường xuất hiện trên các thiết kế cánh dài, mỏng và dễ biến dạng. Mục tiêu quan trọng nhất là hiểu rõ cách giảm rung động, hạn chế tác động của gió, đồng thời duy trì khả năng điều khiển an toàn trong bầu khí quyển nhiễu loạn. X-56A còn mang tên MUTT, một mẫu bay mô phỏng được thiết kế như phòng thí nghiệm trên không dành cho nhiều cấu hình thử nghiệm khác nhau. Kiểu dáng nhỏ gọn của nó cho phép các kỹ sư thay đổi cánh tương đối dễ dàng, qua đó so sánh nhiều nguyên tắc khí động lực học trong cùng một nền tảng. Cách thiết kế theo môđun này giúp AFRL khảo sát nhanh ảnh hưởng của hình dạng, độ cứng và độ linh hoạt cánh đối với hiệu suất bay. Ý tưởng dùng cánh dài và mỏng xuất phát từ mong muốn giảm trọng lượng tổng thể, vốn có thể giúp máy bay tiết kiệm năng lượng hơn trong quá trình hoạt động. Tuy nhiên, khi cánh trở nên nhẹ và linh hoạt, việc tăng độ bền lại khiến các kỹ sư khó kiểm soát rung động phát sinh trong chuyến bay. Lực cản của gió và những biến đổi bất ngờ trong không khí có thể làm kết cấu dao động mạnh, thậm chí dẫn đến sự cố kỹ thuật nguy hiểm. Về kích thước, X-56A dài khoảng 7,3 feet, tương đương 2,3 mét, trong khi khối lượng đạt 480 pounds, tương đương khoảng 217,7 kilogram. Sải cánh của phương tiện vào khoảng 28 feet, tương đương 8,5 mét, tạo nên tỷ lệ cánh khá lớn so với thân máy bay. Hệ thống động lực hiện sử dụng động cơ tua-bin đẩy 52 pound JetCat P200-SX, đồng thời có một điểm cứng bổ sung ở giữa phần đuôi. Điểm cứng này cho phép gắn thêm động cơ thứ ba hoặc các bộ phận kết cấu khác, phục vụ việc kiểm tra khả năng phối hợp giữa nhiều cánh và hệ thống hỗ trợ. Nhờ cấu hình mở, X-56A có thể trở thành công cụ thử nghiệm cho những phương án mà máy bay thông thường khó thay đổi trong thời gian ngắn. Các kỹ sư vì thế có điều kiện quan sát trực tiếp cách từng thiết kế phản ứng trước lực gió, rung động và thao tác điều khiển. NASA cũng đang thử nghiệm công nghệ giúp kiểm soát tình trạng mất phương hướng trong lúc X-56A bay, thay vì chỉ dựa vào phản ứng thủ công của người điều khiển. Máy tính trên máy bay chạy phần mềm điều chỉnh, còn kỹ sư cẩn trọng kiểm soát các chuyển động chao đảo để đánh giá giới hạn ổn định của phương tiện. Những dữ liệu này có thể cho thấy cách điều chỉnh cánh và hệ thống điều khiển nhằm giữ máy bay ổn định hơn trước nhiễu động. Các nhà nghiên cứu hy vọng hiểu rõ hơn cách bẻ hướng tác động của gió và những điều kiện thời tiết hỗn loạn lên cánh, trong đó có lực cản thường gây dao động nguy hiểm. Kết quả nghiên cứu được kỳ vọng góp phần nâng cao độ an toàn cho các máy bay linh hoạt khi phải hoạt động trong thời tiết không thuận lợi. Dù X-56A chỉ bay ở tốc độ chậm, bán siêu âm, những phép đo áp lực gió của nó vẫn có giá trị cho các chương trình nhanh hơn. NASA dự kiến dùng thông tin thu thập từ X-56A để hỗ trợ thiết kế X-54, mẫu máy bay siêu âm do Gulfstream Aerospace phát triển cho nghiên cứu phương tiện vận chuyển tốc độ siêu thanh và hiện tượng nổ âm thanh. X-56A sẽ cung cấp kinh nghiệm bay thực tế cho AFRL, với các chuyến thử nghiệm dự kiến bắt đầu tại khu vực phía bắc vào mùa hè năm 2012. Trước khi được mua để tiếp tục nghiên cứu vào đầu mùa thu, mọi máy bay sẽ được Trung tâm nghiên cứu chuyến bay Dryden của NASA kiểm tra một lượt.