Nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng gia tăng trong lĩnh vực các phương tiện di chuyển cá nhân, ngành công nghiệp hàng không cất và hạ cánh thẳng đứng chạy điện (eVTOL) đã phát triển mạnh mẽ trong những năm gần đây.
Các công ty khởi nghiệp hàng không tập trung đầu tư chế tạo các phương tiện eVTOL chạy điện với nhiều đặc điểm khác nhau, tích cực cạnh tranh để trở thành doanh nghiệp tiên phong ra mắt các mẫu eVTOL, có thể đáp ứng nhu cầu đa dạng của thị trường hàng không đô thị tương lai.
Với mục đích vượt lên dẫn đầu trong lĩnh vực eVTOL, công ty hàng không vũ trụ Overair, có trụ sở tại California, Mỹ đã thiết kế, chế tạo và lắp ráp thành công chiếc máy bay eVTOL, lần đầu tiên sử dụng Công nghệ cánh quạt trục xoay tốc độ tối ưu (OSTR) và Công nghệ điều khiển cánh quạt riêng biệt (IBC).
Trang Kỹ thuật Thú vị (Interesting Engineering) dẫn tuyên bố tuyên bố của Overair cho biết, chiếc eVTOL mới, được đặt tên là Butterfly là "phương thức tiếp cận hoàn toàn khác biệt đối với ngành hàng không đô thị nhằm mở ra một tiêu chuẩn mới về sự yên tĩnh, hiệu suất và độ tin cậy cao của eVTOL".
Trên cơ sở kết quả thử nghiệm eVTOL trên xe tải, được thực hiện năm 2022, công ty khẳng định sự thành công của công nghệ động cơ đẩy quy mô đầy đủ do doanh nghiệp phát triển.
Ông Ben Tigner, Giám đốc điều hành của Overair trong một tuyên bố trước báo giới cho biết: "Sự chuyển đổi liền mạch từ thử nghiệm động cơ đẩy sang nguyên mẫu quy mô đầy đủ cho thấy, quá trình nghiên cứu và phát triển (R&D) của chúng tôi đã mở ra một hướng chế tạo eVTOL mới, an toàn, yên tĩnh và đáng tin cậy hơn".
Tăng cường hiệu suất của công nghệ động cơ cánh quạt trục xoay
Chiếc eVTOL đã sẵn sàng mắt của Overair được thiết kế để khẳng định vị thế là một máy bay chạy điện tiên phong, phát triển trên cơ sở các công nghệ OSTR và IBC tiên tiến vượt trội hơn những công nghệ hiện tại. Công nghệ OSTR điều chỉnh số vòng quay của các cánh quạt trên mỗi phút (RPM) nhằm nâng cao hiệu quả trong các giai đoạn bay cất hạ cánh thẳng đứng, chuyển tiếp trạng thái và chuyển sang bay hành trình, giảm tới 60% nhu cầu năng lượng khi bay.
Công nghệ kiểm soát từng cánh quạt (IBC) cho khả năng kiểm soát chính xác từng cánh quạt, cho phép động cơ có công suất vượt quá các giới hạn vật lý về kích thước rotor, có thời gian hoạt động dài hơn giữa các lần đại tu và chất lượng điều khiển máy bay cao hơn trong trong từng phân đoạn bay.
Công nghệ IBC góp phần giảm độ rung và tải trọng cánh quạt, tăng cường độ an toàn, trải nghiệm lái mượt mà và giảm chi phí bảo trì. Theo Overair, những công nghệ tiên tiến được kết hợp tạo thành hệ thống động cơ có hiệu quả cao, yên tĩnh và đáng tin cậy trong mọi điều kiện thời tiết, nhiệt độ và độ cao khác nhau.
Công ty trong một thông cáo báo chí cho biết, áp dụng những công nghệ mới, động cơ cánh quạt xoay mới có "ít bộ phận chuyển động hơn động cơ cánh quạt xoay truyền thống và không có điểm dễ hỏng hóc nào.” Với OSTR và IBC, Overair là công ty duy nhất trên thị trường dân dụng chế tạo eVTOL động cơ cánh quạt trục xoay hiệu suất cao. Động cơ cánh quạt trục xoay thế hệ mới giảm tối đa tiếng ồn, và Butterfly dẫn đầu ngành eVTOL với độ ồn dưới 55 decibel.
Thiết kế eVTOL được tối ưu hóa
eVTOL Butterfly được tính toán có phạm vi hoạt động tối đa là 100 dặm (161 km) cho một lần sạc, tốc độ tối đa 200 mph (322 km/h). Một đặc điểm khác là khả năng vận tải, eVTOL có thể vận chuyển 5 hành khách cùng hàng hóa. Đồng thời, thiết kế cabin linh hoạt của eVTOL cho phép thực hiện nhiều ứng dụng khác như vận chuyển các thiết bị y tế và hàng hóa.
Khác biệt với các mẫu eVTOL khác, Butterfly nổi bật nhờ kích thước các cánh quạt với đường kính hơn 20 feet (6 mét). Kích thước đặc biệt lớn này dự kiến sẽ tạo ra lực đẩy trên mỗi kilowatt điện cao hơn nếu so với những thiết kế kết hợp những động cơ cánh quạt nhỏ.
Butterfly có thể đạt được 100% biên độ công suất dự phòng của động cơ nhờ sự kết hợp giữa tải trọng đĩa vòng quay cánh quạt thấp, kích thước động cơ điện chính xác và kích thước hệ thống pin tối ưu. Hiệu suất này được nâng cao hơn nữa nhờ công nghệ bay điều khiển điện tử, giới hạn các thông số bay an toàn (công nghệ vỏ bọc) Fly-By-Wire (FBW). Ngoài ra, máy bay còn có khả năng bay được chỉ bằng 2 trong số 4 cánh quạt nhờ kiến trúc dự phòng 4 lần trên các hệ thống động cơ, đảm bảo độ an toàn và tin cậy cao.
Overair hiện sẽ chuyển sang giai đoạn thử nghiệm cấp độ phương tiện của eVTOL tại trụ sở chính ở Santa Ana, California, kiểm tra tất cả các thông số kỹ thuật trong mô phỏng và thực tế trước khi chuyển máy bay sang giai đoạn thử nghiệm bay sâu hơn tại cơ sở thử nghiệm bay ở Victorville, California. Công ty có kế hoạch thực hiện chuyến bay thử nghiệm vào đầu năm 2024. Các cuộc thử nghiệm sẽ được tiến hành trên 2 địa điểm là sân bay Dallas Fort-Worth thuộc thành phố Arlington, Texas và Đảo Jeju, Hàn Quốc.
Theo Overair, những thử nghiệm bay này sẽ "đóng vai trò quan trọng, thúc đẩy sự phát triển các cơ sở hạ tầng tiên tiến cho eVTOL, tạo nền tảng cho hệ thống giao thông đô thị eVTOL lan tỏa trên toàn thế giới”.
Theo Interesting Engineering
