Mỹ hé lộ mẫu máy bay chỉ cần 46 m để cất cánh, mở ra kỷ nguyên hàng không không phụ thuộc đường băng

Có những hành trình quá xa để lái ô tô một cách thuận tiện, nhưng lại quá gần để đi máy bay. Đây là tình thế khó xử của giao thông hiện đại, dường như chỉ có thể giải quyết khi ô tô bay trở thành hiện thực – điều có lẽ còn rất lâu mới xảy ra.

Tuy nhiên, một giải pháp khác có thể sớm xuất hiện, và nó không nhất thiết phải cất cánh từ đường băng sân bay.

Chỉ cần khoảng 46 m mặt đất để cất cánh hoặc hạ cánh, một mẫu máy bay hybrid-electric (kết hợp động cơ điện và động cơ đốt trong) đang được công ty hàng không tiên tiến Electra có trụ sở tại bang Virginia, Mỹ, phát triển với tham vọng thay đổi hoàn toàn việc di chuyển đường ngắn và trung bình. Công ty gọi hướng đi này là “hàng không trực tiếp” – một mạng lưới vận tải có thể bỏ qua cả đường bộ lẫn sân bay truyền thống.

Dù hàng không thương mại đã kết nối các quốc gia và châu lục, lĩnh vực này vẫn chưa giải quyết tốt những chuyến đi trong khu vực vốn gây nhiều bất tiện.

“Dù ngành hàng không có quy mô lớn đến đâu, nó vẫn chưa giải quyết được những vấn đề khó khăn nhất trong cuộc sống hằng ngày”, Marc Allen, CEO Electra, nói với CNN.

Theo ông, máy bay thương mại rất hiệu quả khi đưa hành khách đi qua các châu lục hoặc vận chuyển khối lượng hàng hóa khổng lồ, nhưng lại không phù hợp với nhu cầu di chuyển trong phạm vi khu vực. Đó là những hành trình “quá xa để lái xe một cách thuận tiện, nhưng lại quá ngắn để dễ dàng đi máy bay, khiến bạn rơi vào thế mắc kẹt”.

Cất cánh chỉ sau 46 m

Electra đưa ra bộ tiêu chí mang tên “Quy tắc 6”, gồm 6 yêu cầu đối với máy bay thế hệ mới: độ ồn thấp, khả năng tiếp cận linh hoạt, tải trọng, tầm bay, an toàn và chi phí hợp lý. Theo CEO Marc Allen, chưa có mẫu máy bay nào trong lịch sử đáp ứng đầy đủ những tiêu chí mà ông cho là nền tảng của thế hệ hàng không tiếp theo.

Chẳng hạn, máy bay thương mại có thể vận chuyển an toàn hàng chục tấn hàng hóa và hành khách qua hàng nghìn kilomet – khả năng mà trực thăng khó sánh kịp. Tuy nhiên, chúng phụ thuộc vào đường băng sân bay. Trong khi đó, hàng năm, Cục Hàng không Liên bang Mỹ (FAA) phải chi hàng triệu USD cho các dự án giảm thiểu tiếng ồn, cho thấy máy bay thương mại vẫn còn hạn chế lớn về độ ồn.

Bước tiến trong công nghệ động lực điện phân tán đang mở ra hướng giải quyết vấn đề này. Công nghệ cho phép thay thế một phần hoặc toàn bộ động cơ đốt trong bằng nhiều động cơ điện nhỏ bố trí rải rác trên thân và cánh máy bay.

Electra cho biết công nghệ đó đã tạo tiền đề phát triển EL9 Ultra Short – mẫu máy bay đầu tiên mà công ty tuyên bố có thể đáp ứng đồng thời cả 6 tiêu chí nói trên.

Được trang bị một tổ máy phát điện chạy bằng turbine và 8 động cơ điện, EL9 Ultra Short có thể bay khoảng 612 km khi chở đủ tải, tương đương 9 hành khách hoặc 1.360 kg hàng hóa. Trong khi đó, máy bay điện cất hạ cánh thẳng đứng (eVTOL) hiện nay nhìn chung chỉ có tầm bay tối đa khoảng 161 km.

Các bộ pin cung cấp điện cho động cơ trong quá trình cất cánh và hạ cánh được sạc lại ngay trên không nhờ nguồn điện do turbine khí tạo ra. Dù sử dụng nhiên liệu phản lực thông thường, động cơ turbine này tiêu thụ ít hơn 40% nhiên liệu so với các máy bay tương đương. Theo Electra, thiết kế đó giúp chi phí vận hành thấp hơn 70% so với trực thăng.

Kiến trúc động cơ hybrid-electric cũng được thiết kế để có thể sử dụng những nguồn năng lượng thay thế, trong đó có hydrogen, khi công nghệ này đủ khả năng thương mại hóa. Về lâu dài, điều đó có thể mở đường cho những chuyến bay không phát thải.

Độ ồn khi cất cánh của Ultra Short chỉ khoảng 75 decibel, tương đương tiếng máy hút bụi. Tuy nhiên, khả năng nổi bật nhất cũng chính là đặc điểm làm nên tên gọi của mẫu máy bay: cất và hạ cánh trên quãng đường cực ngắn.

Máy bay chỉ cần đạt tốc độ khoảng 48 km/giờ để cất cánh. Nhờ đó, nó chỉ cần khoảng 46 m mặt đất – chưa bằng 2% chiều dài đường băng ngắn nhất tại sân bay quốc tế John F. Kennedy ở New York – để cất cánh hoặc hạ cánh.

Khả năng này đến từ 8 cánh quạt, giúp tăng tốc luồng không khí đi qua cánh và tạo lực nâng cho máy bay. Hệ thống cánh quạt được hỗ trợ bởi các cánh tà và bộ phận điều chỉnh mép trước cánh, giúp tăng lực nâng ở tốc độ thấp.

Các thử nghiệm trong đường hầm gió ghi nhận hệ số lực nâng của EL9 vượt mức 20. Theo CEO Allen, đây là kết quả “đáng kinh ngạc”, cao gấp tới 8 lần khả năng của những thiết kế cánh hiện đại nhất trên các máy bay thương mại cỡ lớn.

Dù không thể xếp EL9 vào nhóm eVTOL vì máy bay không cất và hạ cánh thẳng đứng như trực thăng, ông Allen cho biết trải nghiệm cất cánh của mẫu máy bay này “giống như đi thang máy”.

“Máy bay cất lên rất nhẹ nhàng, gần như chỉ bay thẳng lên trên. Nó tăng tốc và chỉ sau khoảng 3-4 giây, bạn đã ở trên không. Bạn nhìn xung quanh rồi tự hỏi: ‘Trời ơi, mình vừa lên cao khoảng 5-6 tầng nhà rồi sao?’”, ông mô tả.

Mở ra thế giới không còn phụ thuộc đường băng

Khả năng cất hạ cánh trên những khoảng đất nhỏ mở ra tiềm năng cho mô hình mà Electra gọi là “hàng không trực tiếp”: vận tải hàng không điểm nối điểm trong phạm vi khu vực, không còn phụ thuộc vào những tuyến đường thường xuyên ùn tắc hay các điểm kiểm tra tại sân bay.

Để triển khai mô hình này, Electra muốn xây dựng một mạng lưới các điểm tiếp cận hàng không kết nối với nhau, nơi Ultra Short có thể nhanh chóng cất và hạ cánh. Theo ông Allen, nhiều địa điểm như vậy đã tồn tại, chẳng hạn bãi đáp trực thăng, cánh đồng, bãi đỗ xe hoặc bất kỳ khoảng đất bằng phẳng nào đủ rộng, dài khoảng 46 m và đáp ứng yêu cầu khai thác.

Tháng trước, một nguyên mẫu Ultra Short hai chỗ ngồi đã cất cánh và hạ cánh thành công trên một sà lan nổi dài khoảng 91 m tại khu Lower Manhattan, New York. Sà lan này vốn được sử dụng làm nơi đỗ trực thăng.

Theo nghiên cứu của Electra, hành trình từ bãi đỗ xe của một trung tâm thương mại ở Washington, D.C. đến một bãi đáp trực thăng tại New York có thể chỉ mất 1 giờ 45 phút nếu sử dụng Ultra Short. Thời gian này nhanh hơn gấp đôi so với các phương án di chuyển hiện nay bằng ô tô hoặc máy bay thương mại.

Dù hướng tới một tương lai “không còn phụ thuộc vào đường băng”, Ultra Short không được thiết kế để thay thế hạ tầng hàng không truyền thống. Thay vào đó, ông Allen tin rằng mẫu máy bay này không giành khách của các hãng hàng không mà còn có thể mở rộng thị trường cho họ.

Việc kết nối những điểm tiếp cận mới, kể cả các điểm được bổ sung tại sân bay lớn, với mạng lưới hàng không hiện hữu có thể giúp các hãng tiếp cận một nhóm khách hàng hoàn toàn mới. Hành khách có thể dùng Ultra Short để đến các chuyến bay nối chuyến, sau đó tiếp tục hành trình tới những điểm đến xa hơn.

Theo Aleksander Buczkowski, giám đốc tại PwC phụ trách Trung tâm Xuất sắc Toàn cầu về công nghệ máy bay không người lái và địa không gian, hiệu quả kinh tế của lĩnh vực hàng không tiên tiến sẽ tăng lên khi quãng đường bay dài hơn và tỷ lệ lấp đầy chỗ ngồi cao hơn. Ông là đồng tác giả báo cáo năm 2025 của PwC về triển vọng thương mại của ngành này.

Trao đổi với CNN qua email, ông Buczkowski cho rằng các chuyến bay ngắn trong nội đô khó cạnh tranh về hiệu quả kinh tế với phương tiện giao thông mặt đất hiện có. Ngược lại, những doanh nghiệp taxi hàng không nhắm đến các hành trình dài 100-200 km, nơi kết nối giao thông hiện tại còn yếu, có nhiều cơ hội thu hút khách hàng sẵn sàng trả tiền để tiết kiệm thời gian.

Tuy nhiên, ông nhấn mạnh ngành này vẫn đang gặp khó khăn về quy định và quy trình chứng nhận các nền tảng máy bay mới. Đây vẫn là rào cản lớn đối với tất cả doanh nghiệp tham gia thị trường.

Một thách thức khác là bài toán hiệu quả kinh tế trên từng đơn vị khai thác, bao gồm giá thành máy bay và tần suất sử dụng mà doanh nghiệp vận hành có thể đạt được trong thực tế.

“Nếu không giải quyết đồng thời được cả hai vấn đề, dịch vụ hoặc sẽ quá đắt đỏ đối với hành khách, hoặc doanh nghiệp phải vận hành trong tình trạng thua lỗ”, ông Buczkowski nói.

Theo chuyên gia này, câu hỏi quan trọng là liệu thiết kế máy bay cánh cố định sử dụng động cơ hybrid có thể vận hành với chi phí thấp hơn trực thăng hoặc eVTOL hay không. Câu trả lời thực sự chỉ có khi máy bay được cấp chứng nhận và bắt đầu khai thác các tuyến thương mại.

“Một nhà máy phát điện trên mặt đất”

Vậy khi nào Ultra Short mới thực sự có thể đưa hành khách vào khai thác thương mại?

Electra cho biết đã nhận được hơn 2.200 đơn đặt hàng trước đối với EL9 từ hơn 60 hãng hàng không và đơn vị khai thác trên toàn thế giới, tương ứng với lượng đơn hàng tồn đọng trị giá khoảng 1 tỷ USD. Công ty cũng đang tiếp tục đàm phán với nhiều đối tác hạ tầng và hãng hàng không về việc vận hành các điểm tiếp cận cũng như cung cấp dịch vụ bay.

Các thử nghiệm EL9 sẽ được triển khai quy mô lớn từ cuối năm 2027, với một loạt chuyến bay tại 5 địa điểm ở Na Uy. Sau giai đoạn này, máy bay có thể cần thêm khoảng một năm thử nghiệm trên không trước khi đạt chứng nhận Type Inspection Authorization (TIA) – cột mốc quan trọng cho phép các kỹ sư và phi công thử nghiệm của FAA tiến hành kiểm tra, đánh giá chính thức trên máy bay.

CEO Allen đặt mục tiêu đưa EL9 vào khai thác thương mại từ năm 2030.

Năm tới, Electra dự kiến khởi công một cơ sở sản xuất trị giá 850 triệu USD, trải rộng trên diện tích khoảng 35,8 ha tại Springfield, bang Ohio. Những khách hàng đã ký hợp đồng với công ty bao gồm Không quân, Lục quân và Hải quân Mỹ.

Ông Allen tin rằng về lâu dài, máy bay của Electra có tiềm năng thay thế trực thăng vận tải chiến thuật Black Hawk – dòng máy bay chủ lực lâu nay của quân đội Mỹ.

Khi chiến trường và phương thức tác chiến thay đổi, quân đội có thể cần những phương tiện cơ động khác. Ultra Short vốn đã có khả năng vận chuyển hàng hóa một cách yên tĩnh đến các địa điểm xa xôi, nhưng còn sở hữu một lợi thế khác: cung cấp điện để sạc cho ngày càng nhiều thiết bị quân sự sử dụng năng lượng điện, từ máy bay không người lái đến thiết bị liên lạc.

“Đây là một nhà máy phát điện trên mặt đất. Lượng điện mà chiếc máy bay này tạo ra đủ để cung cấp cho 15 ngôi nhà”, ông Allen nói.

Tuy nhiên, với giá bán khoảng 10 triệu USD mỗi chiếc đối với phiên bản thương mại, phần lớn phi công dân sự sẽ còn phải chờ đợi trước khi có thể bước ra khỏi cửa nhà và lên chiếc máy bay riêng Ultra Short của mình.

“Đó là câu chuyện của một thế hệ công nghệ sau nữa”, ông Allen nói.

Theo CNN