Cất cánh thẳng đứng

16:2509/03/2017

(ĐTTD Magazine) Thiết bị bay cất cánh thẳng đứng thực tế mới xuất hiện cách nay chưa lâu dưới dạng đồ chơi, tuy nhiên chỉ trong vòng vài năm nó đã khẳng định vị thế và đang dần nâng lên vai trò phương tiện giao thông đại chúng.

Ehang taxi drone9

Ehang không phải thiết bị bay có cấu tạo đặc biệt, thêm nữa, xuất xứ Trung Hoa của nó cũng đang gây nhiều tranh cãi và nghi ngờ kể cả về mặt kỹ thuật lẫn... bản quyền, thế nhưng việc chính quyền Dubai chấm nó để làm phương tiện giao thông Taxi Drone khiến danh tiếng Ehang đang lên cao vọt. Theo thông báo từ Dubai, ngay trong mùa hè năm nay tiểu vương quốc này sẽ khai trương hình mẫu taxi bay đầu tiên trên thế giới. Việc Dubai khai trương hình thức vận chuyển bằng taxi bay này hoàn toàn có thể hiểu được, thứ nhất dân họ rất giàu và rất chịu chơi, thêm nữa chính quyền Dubai đang có tham vọng đi tiên phong trong trào lưu hiện đại hóa cuộc sống với các dự án siêu tưởng như nhà chọc trời cao nhất thế giới, đảo nhân tạo rộng nhất thế giới, thành phố thông minh khép kín đấu tiên trên thế giới… Mẫu Ehang 184 lần đầu tiên được nhà sản xuất giới thiệu tới công chúng tại triển lãm CES vào năm ngoái. Thiết bị bay được điểu khiển hoàn toàn tự động thông qua một phần mềm có thể tích hợp trên điện thoại thông minh. Nó được dẫn đường hoàn toàn tự động, dựa vào hệ thống GPS và bản đồ cài sẵn, kèm theo đó là các thông tin cập nhật về thời tiết, đặc biệt là tốc độ gió. Thiết bị có thể hoạt động liên tục khoảng nửa giờ trước sau khi nạp điện đầy bình và có vận chuyển lượng hàng hóa 100kg đi xa 40 – 50km.

Các thông số này có thể nói là khá ấn tượng, tuy nhiên tại thời điểm ra mắt người ta cho rằng đây chỉ là “bản nháp” mang tính thử nghiệm và chỉ có thể phục vụ các nhu cầu đơn giản như chở hàng cứu hộ hay cao nhất là phát chuyển nhanh. Ngay khi giới thiệu sản phẩm, nhà sản xuất cũng trưng ra bản thỏa thuận hợp tác với bang Nevada, nơi cho phép thử nghiệm thiết bị bay này bởi địa hình ở đó chủ yếu là hoang mạc, đi lại bằng đường bộ khá khó khăn và nếu Ehang có lỡ “gãy cánh” thì khả năng gây ra tai nạn dưới mặt đất cũng gần như bằng không. Trụ sở chính của Ehang đặt tại Quảng Châu, theo lời tự giới thiệu nhà sản xuất này còn có các chi nhánh tại Dussendorf, CHLB Đức và California, Mỹ. Tuy không nổi danh bằng DJI trong làng drone, nhưng một số thiết bị của Ehang cũng ít nhiều có tiếng như Ghostdron 2.0 hay dự án drone cỡ trung Falcon.

Ehang 184 có cấu tạo “truyền thống” bao gồm bốn trục lắp các cặp cánh quạt quay ngược chiều nhau. Để bay từ điểm A tới điểm B, bạn chỉ cần chọn vị trí rồi khởi động máy, Ehang sẽ cất cánh thẳng đứng tới độ cao cần thiết rồi bay thẳng tới tọa độ đích và hạ cánh. Tương tự như vậy, có thể đặt các điểm đến C, D, E… tiếp theo tùy thuộc vào khoảng cách và thời gian tiếp liệu. Ehang 184 cũng có thể nhận lệnh trực tiếp từ tổng đài để thực hiện các chuyến bay, và đây chính là một ưu điểm cho hoạt động taxi. Tuy nhiên, để phục vụ cho nhu cầu vận chuyển dạng taxi, chắc chắn Ehang sẽ phải được cập nhật phần mềm để chọn đường đi thích hợp, nhất là trong điều kiện đô thị. Thêm nữa, ngoài việc đảm bảo an toàn bay, cabin của nó cũng phải được nâng cấp để tạo cảm giác tiện nghi nhất có thể và đây là bài toán không dễ. Đơn cử như việc điều hòa không khí, nhất là trong điều kiện nắng nóng và ánh mặt trời chói chang như ở Dubai, sẽ tiêu thụ rất nhiều năng lượng. Cho tới thời điểm hiện nay, các thông tin chi tiết về tính năng kỹ thuật cũng như giá bán mẫu taxi drone này đều đang được giữ bí mật. Thậm chí lộ trình thực hiện dự án cũng chưa được nhà chức trách Dubai thông báo cụ thể, bởi vậy nhiều người nghi ngờ rằng mốc tháng khai trương dịch vụ này vào 7/2017 cũng chỉ mang tính tham khảo. Tuy nhiên, tiềm năng của Ehang là không thể bản cãi và người ta chỉ mong sớm được thấy những chiếc taxi không ngưới lái này sớm xuất hiện trên bầu trời Dubai.

PAL-V Liberty

PAL-V được liệt vào dạng gyrocopter, gọi theo tiếng Hán Việt là Xa thăng – xe có thể cất cánh. Tạm hiểu đây là mẫu xe hơi có thể bay, nhưng khác với đa phần các mẫu xe bay cần phải có đường lăn để cất và hạ cánh thì gyrocopter có thể cất cánh từ bất kỳ vị trí nào. PAL-V Liberty có giải pháp thiết kế rất ấn tượng, mang đậm dấu ấn của nền công nghiệp Đức. Hệ thống động cơ Rotax dựa trên hai động cơ đẩy hệ thống truyền lực - một cho xe khi chạy bộ và một sử dụng khi bay - và đã được tối ưu hóa về kích thước để trông giống như một "chiếc xe thông thường". Khi chạy trên mặt đất, PAL-V là một chiếc xe hơi ba bánh, hai chỗ ngồi thực thụ với các tính năng vận hành khá hoàn hảo: công suất động cơ tới 100 mã lực, vận tốc cực đại 160km/h, tăng tốc từ 0 lên 100km/h trong vòng 9 giây, tiêu thụ trung bình 7,6 lít xăng / 100km đường chạy và bình nhiên liệu cho phép xe đi xa tới 1.300km. Hệ thống treo của xe được hạ thấp và tự động nghiêng theo vòng cua. Các thông số trên rất ấn tượng vì xe luôn phải cõng trên mình một bộ cánh quạt khổng lồ so với kích thước của xe, kèm theo đó là bộ truyền động cũng khá cồng kềnh và nặng nề.

Ở chế độ “trên cạn”, kích thước của PAL-V không quá đồ sợ: dài 4m, rộng 2m và cao chỉ 1,7m. Khi mở cánh, chiều cao được nâng lên 3,2m và dài 6,1 m do phải kéo hệ thống đuôi ra sau. Sải cánh khi mở rộng lên tới 10,75m, tuy nhiên trọng lượng “khô” của PAL-V chỉ ở mức 664kg, nặng hơn không đáng kể so với các mẫu máy bay và trực thăng cỡ nhỏ.  Để có thể cất cánh, PAL-V đỏi hỏi chủ nhân phải thực hiện một số thao tác dù không phức tạp lắm nhưng phải đúng quy trình và đảo bảo an toàn. Thứ nhất là tìm vị trí cất cánh thích hợp, tuy được coi là trực thăng, nghĩa là cất cánh thẳng đứng, nhưng thực tế PAL-V phải cất cánh là là và vừa nâng vừa tiến, để đảm bảo an toàn cần có khoảng trống rộng 20m (gấp đôi đường kính cánh quạt) và dài trên 100m đủ để máy bay lấy độ cao. Cột rotor chính được điều khiển bằng điện để dựng đứng trên thân xe, nhưng người lái/phi công sẽ phải kéo phần đuôi, định vị và dựng các cột chống… Quá trình này chỉ mất từ 5 tới 10 phút nhưng cần thực hiên các bước rất bài bản. Ở chế độ bay, PAL-V cho phép đạt tới trần bay 3.500m, tức là bên trên các đám mây dông, đảm bảo vận hành an toàn trong mọi điều kiện thời tiết.

Trên không trung, động cơ 200 mã lực cho phép PAL-V bay với vận tốc tối đa 180 km/h (112 mph). Tốc độ vận hành kinh tế nhất ở khoảng 140km/h với bán kính hoạt động 500km, tức là bạn có thể từ Hà Nội đến bất cứ địa phương nào vùng Bắc Bộ hoặc từ Tp Hồ Chí Minh bay khắp vùng đồng bằng sông Cứu Long hoặc miền Nam Trung Bộ. Theo thông báo chính thức từ nhà sản xuất, giá bán của PAL-V Liberty dao động trong khoảng 500 ngàn Euro và khách có thể nhận hàng vào khoảng cuối năm nay. Bạn cũng có thể đặt phiên bản thể thao với giá chỉ tương đương 60 – 65% nhưng phải đợi thời gian lâu hơn bởi công ty phải ưu tiên lô hàng đầu tiên cho những khách xịn “không care về tiền”. Ngoài vấn đề tài chính, khách hàng muốn sở hữu mẫu xa thăng này còn phải có bắng lái... máy bay cũng như giấp phép của chính quyền sở tại.

E—volo

Cũng cùng sử dụng hệ thống cánh quạt nâng nằm phía trên cao nhưng E-volo có cấu tạo khá đặc biệt với hệ thống cánh quạt chi chít như lông nhím. Thông thường, các mẫu drone nhỏ sử dụng 4 cánh quạt (quadcopter) hoặc 6 cánh quạt (hexacopter) nhưng để tăng cường lực nâng, E-volo sử dụng số cánh quạt gấp nhiều lần - tới 18 mô-tơ kết nối thành hai hình tròn phía trong 6 và bên ngoài 12 cánh quạt. Cỗ máy này cũng được đặt cái tên la tinh khá phức tạp octodecacopter nghĩa là thiết bị bay 18 cánh! Cỗ máy được đặt tên Volocopter đã cất cánh thử nghiệm vào tháng 11/2013 tại sân vận động thành phố Karlsruhe, CHLB Đức.

Volocopter được thiết kế khá bài bản bao gồm phiên bản không người lái uVC và có người lái VC. Hãng cũng tung ra nhiều cấu hình lựa chọn từ VC100 một ngưới lái có đường kính vòng cánh quạt 5,4m tới VC 400 vòng cánh quạt rộng 10,8 m và có sức chở lên tới 4 hành khách. Tuy cấu tạo khá lỉnh kỉnh nhưng các kỹ sư người Đức đã có giải pháp khôn khéo để có thể nhanh chóng tháo dỡ khi cất giữ hoặc vận chuyển và nhanh chóng kết nối hệ thống cánh quạt khi cần sử dụng. Vòng tròn động cơ được chia thành 6 cánh tay robot, mỗi cánh tay gắn một cánh quạt phía trong và ba phía ngoài hoạt động đồng thời với nhau. Hệ thống lưu điện khổng lồ với sáu khối pin cung cấp đủ năng lượng cho các rotor hoạt động trong khoảng hai mươi phút với tốc độ bay có thể lên tới 100km/h và trần bay có thể đạt tới 2.000m.  Mỗi cánh tay rotor được hỗ trợ bởi ba pin, như vậy kể cả trong trường hợp hai khối pin kề nhau bị hỏng hóc hay mất điện Volocopter vẫn có thể hạ cánh ngon lành.

Để tăng cường độ an toàn nếu không thể hạ cánh, ví dụ như gặp trục trặc khi đang bay qua eo biển, nhà sản xuất đã dự trữ sẵn một chiếc dù có thể bắn ra tương tự như hệ thống nhảy dù cấp cứu của máy bay quân sự, Hệ thống điều khiển của Volocopter cũng rất đáng chú ý, thay vì một máy tính trung tâm nó có tới 20 máy tính có thể hoạt động độc lập và về mặt lý thuyết ta có thể chỉ sử dụng một trong số chúng để vận hành chuyến bay khi người lái trực tiếp điểu khiển. Tất nhiên mỗi máy tính sẽ đều có những nhiệm vụ riêng từ định vị, thông tin cho đến đo đạc và xử lý các thông số về thời tiết, hướng gió… Ngoài ưu thế về hiệu suất sử dụng năng lượng cũng như thân thiện với môi trường, Volocopter còn có ưu thế rất lớn so với trực thăng truyền thống bởi nó chiếm ít diện tích hơn và gây rất ít tiếng ồn. Rào cản lớn nhất hiện nay của dự án vẫn nằm ở hệ thống ắc quy, chỉ cho phép bay chưa tới nửa giờ và còn ít hơn nữa nếu vận hành ở công suất cao. Do vậy, các mẫu Volocopter mới chỉ dừng lại ở mức một món đồ chơi đắt tiền, hay lạc quan hơn nữa có thể coi đây là dụng cụ thể thao hi-tech chứ chưa thể có các ứng dụng rộng rãi trong đời sống.

Jetpack VTOL

Tên chính thức của thiết bị bay này là ô tô bay cất cánh thẳng đứng -  Jetpack VTOL flying car – để phân biệt với thiết bị bay đeo người mà hãng đang sản xuất. Jetpack Aviation (JPA) gắn liền với tên tuổi của nhà sáng lập David Mayman và đồng sự Nelson Tyler. Họ đã phát triển các thế hệ động cơ gắn lưng và một số đã vượt khỏi tầm nghiệp dư, bắt đầu được các đối tác lớn gồm cả quân đội Mỹ để ý tới. Sản phẩm thông dụng nhất gồm có JB 9, JB10 và sắp tới đây sẽ là phiên bản 6 tuộc bin JB11 theo đặt hàng của quân đội như đã nói ở trên. Hãng cũng đang trong quá trình thiết kế thế hệ động cơ tương lai JB12. JPA VTOL flying car concept (dưới đây xin tạm gọi là JPA VTOL) là một dự án độc lập, khác hẳn với thiết bị bay đeo người. Nó thực sự là một chiếc xe bay với đầy đủ cabin tuy sức chở cũng chỉ có một người. Khác với Ehang có các cặp cánh quạt nằm thấp phía dưới thân, sáu cặp cánh quạt của JPA VTOL được lắp phía trên nóc, tương tự như các mẫu máy bay trực thăng hiện hành.

Giải pháp này giúp luồng không khí đẩy xuống mặt đất đều hơn, đặc biệt phát huy tác dụng nếu nền gồ ghề hoặc không đồng nhất và giúp máy bay cất và hạ cánh êm ái và không bị nghiêng ngả do tác động không đều của các luồng khí. Một điểm khác biệt dễ thấy nữa là JPA VTOL không sử dụng cặp càng để hạ cánh như các mẫu drone thông dụng hiện nay, mà thay vào đó là bộ đế dạng “kiềng ba chân” có thể đáp ứng nhiều dạng địa hình khác nhau. Thêm nữa, bộ càng này được lắp bánh xe giúp nó có thể di chuyển trên mặt đất, tất nhiên là trong khoảng cách vừa phải, ví dụ từ sân đỗ vào sảnh chẳng hạn.

Để giúp cỗ máy có thể ra vào gara cá nhân một cách dễ dàng, hệ thống sáu trục cánh quạt có thể gấp dễ dàng theo phương ngang giúp nó thu hẹp bề rộng chỉ còn tương đương với các mẫu micro car và chiếm không hơn một chỗ đậu trong ga ra. Tuy nhiên, cũng cần phải nói rõ rằng, mẫu VTOL này vẫn đang trong giai đoạn phát triển và tuy JPA đã đạt các bước tiến bộ đáng kể đối với các động cơ đẩy dạng tuốc bin khí đeo lưng nhưng hoàn thiện thiết bị bay lại là vấn đề khác hẳn. Các rào cản lớn nhất mà công ty còn phải đối đầu đó là hệ thống lưu trữ năng lượng phải đủ lớn để ít nhất đáp ứng bán kính hoạt động 100km. Tiếp đến là hệ thống lái tự động và điều khiển tay. Về lý thuyết, các trục quay có thể hoạt động độc lập nhờ vậy sẽ đem lại khả năng linh hoạt cho thiết bị; tuy nhiên điều này đồng nghĩa với việc chúng phải phối hợp nhịp nhàng, có độ tùy biến cao và nhạy để liên tục thay đổi phù hợp với điều kiện vận hành trong từng thời khắc khác nhau. Chỉ tính riêng về nhân sự, hiện nay hạt nhân của công ty cũng mới đang gói gọn trong bộ tứ do Mayman lãnh đạo, và để dự án thành công, số lượng nhân lực cần thiết trong nghiên cứu thử nghiệm ít nhất phải tăng gấp chục lần, chưa kể tới khi đi vào sản xuất thương mại.

Hoàng Minh





Gửi nhận xét về bài viết:
Họ tên:    Email:
Nội dung:
  • DTTD