Electra vừa ra mắt một ý tưởng máy bay chở khách turbo-điện được thiết kế để chở khoảng 100 hành khách trên các tuyến khu vực, đánh dấu bước đi đầu tiên của công ty có trụ sở ở Virginia vượt ra ngoài những chiếc máy bay cất/hạ cánh siêu ngắn nhỏ đã tạo nên danh tiếng cho họ.

{{AD}}

Những gì Electra đã công bố

Chiếc máy bay ý tưởng này sử dụng hệ thống đẩy turbo-điện, có nghĩa là một tua-bin khí sẽ tạo ra điện để cấp cho các động cơ điện phân tán điều khiển các cánh quạt.

Không giống như máy bay chạy hoàn toàn bằng pin, nguồn năng lượng vẫn là nhiên liệu phản lực hoặc một lựa chọn bền vững thay thế, nhưng kiến trúc điện cho phép các kỹ sư đặt các bộ đẩy ở bất cứ đâu mang lại lợi ích khí động học lớn nhất.

Thiết kế của Electra phân bố các cánh quạt dọc theo mép trước của cánh, một kỹ thuật được gọi là blown lift.

Bằng cách tăng tốc không khí qua cánh trong khi cất và hạ cánh, máy bay tạo thêm lực nâng ở tốc độ thấp hơn.

Điều đó cho phép máy bay sử dụng đường băng ngắn hơn và leo cao hơn với góc dốc lớn hơn, đồng thời giúp giảm diện tích ô nhiễm tiếng ồn xung quanh các sân bay.

Công ty cho biết máy bay được định kích thước cho khoảng 100 chỗ ngồi và nhắm tới các nhiệm vụ khu vực, phân khúc hiện đang được phục vụ bởi các turboprop cũ kỹ và các máy bay phản lực khu vực nhỏ.

Electra chưa công bố lộ trình phát triển cho phiên bản sản xuất, vì khái niệm này tồn tại chủ yếu để phục vụ nỗ lực nghiên cứu của NASA.

AACES 2050 đóng vai trò như thế nào

NASA khởi xướng sáng kiến AACES 2050 nhằm thu thập các nghiên cứu độc lập từ ngành công nghiệp và giới học thuật về máy bay, hệ thống đẩy và các khái niệm vận hành có thể đi vào khai thác vào khoảng năm 2050.

Cơ quan này đã trao hợp đồng cho nhiều nhóm, yêu cầu mỗi nhóm xác định các công nghệ có khả năng cắt giảm tiêu thụ nhiên liệu, khí thải và tiếng ồn đồng thời vẫn có tính khả thi về mặt thương mại.

Electra là một trong những bên được trao giải, cùng với các nhà sản xuất lớn đã có tên tuổi và các nhóm nghiên cứu.

Công việc nghiên cứu này nhằm thông báo cho các ưu tiên nghiên cứu của NASA, giúp cơ quan quyết định những công nghệ nào xứng đáng được đầu tư sâu hơn trong thập kỷ tới.

Nói cách khác, khái niệm này là một sản phẩm nghiên cứu chứ không phải một thông báo sản phẩm thương mại.

{{REC}}

Tại sao chọn turbo-điện, và tại sao là lúc này

Công nghệ pin vẫn là trở ngại chính đối với các máy bay chở khách chạy hoàn toàn bằng điện.

Các pin lithium-ion hiện tại lưu trữ ít năng lượng trên mỗi kilogram so với nhiên liệu phản lực, điều này khiến các thiết kế thuần điện bị giới hạn ở những máy bay nhỏ cho các chặng bay ngắn.

Các kiến trúc lai và turbo-điện né tránh vấn đề đó bằng cách giữ một động cơ đốt nhiên liệu trên máy bay trong khi vẫn tận dụng được một số lợi ích về hiệu suất mà động cơ điện mang lại.

Những lợi ích đó đến từ nhiều yếu tố.

Động cơ điện nhẹ hơn và gọn hơn so với tua-bin khí tương đương, vì vậy các nhà thiết kế có thể phân tán hệ thống đẩy khắp cấu trúc máy bay.

Phân tán hệ thống đẩy có thể thu nhỏ kích thước đuôi, giảm lực cản và cải thiện biên an toàn khi một bộ đẩy gặp sự cố.

Đổi lại là trọng lượng tăng thêm từ máy phát, cáp và điện tử công suất, cùng thách thức kỹ thuật trong việc quản lý hệ thống điện áp cao ở độ cao.

Việc Electra chọn theo đuổi kiến trúc này cho một máy bay khu vực phản ánh sự cân bằng công nghệ hiện tại.

Các chuyến bay khu vực đủ ngắn để những cải thiện hiệu suất từng bước có thể chuyển thành tiết kiệm nhiên liệu đáng kể, và các sân bay phục vụ các tuyến này thường phải tuân thủ quy định tiếng ồn nghiêm ngặt ủng hộ những máy bay yên tĩnh hơn.

{{AD}}

Phát triển dựa trên EL9

Electra được biết đến nhiều nhất với EL9, một máy bay lai-điện cất/hạ cánh siêu ngắn chở chín hành khách mà công ty đang phát triển cho các nhiệm vụ vận tải hành khách khu vực, hàng hóa và quốc phòng.

EL9 sử dụng một phương pháp blown-lift tương tự với tám cánh quạt điện, và Electra cho biết họ đã có một số lượng đặt hàng đáng kể từ các nhà vận hành quan tâm đến việc khai thác nó từ các sân nhỏ và thậm chí là đường băng cỏ.

Ý tưởng mới cho 100 chỗ mở rộng những ý tưởng đó lên một khung thân lớn hơn nhiều.

Electra coi chương trình EL9 là một bậc thang, sử dụng dữ liệu bay thử từ các nguyên mẫu nhỏ hơn để xác thực khí động học và logic điều khiển sẽ là nền tảng cho một máy bay khu vực.

Việc mở rộng đó có hoạt động ở quy mô hãng hàng không hay không vẫn là một câu hỏi kỹ thuật chưa có lời giải, và đó chính là kiểu vấn đề mà các nghiên cứu AACES của NASA nhằm làm rõ.

Phía công ty nói gì

Electra trình bày việc công bố này như một phần của nỗ lực rộng hơn nhằm suy nghĩ lại về hàng không khu vực.

Giám đốc điều hành Marc Allen nói rằng khái niệm này "cho thấy cách mà công nghệ blown lift lai-điện của Electra có thể cách mạng hóa không chỉ hàng không khu vực, mà còn cả vận tải hàng không thương mại như chúng ta biết ngày nay."

Công ty cũng định vị công việc này là một đóng góp cho quy hoạch trên toàn ngành hơn là một đề án thương mại trong ngắn hạn.

Các số liệu hiệu suất chi tiết, bao gồm mục tiêu tiêu thụ nhiên liệu, tầm bay và mức giảm tiếng ồn, chưa được công bố đầy đủ và có khả năng sẽ xuất hiện khi chu kỳ nghiên cứu của NASA tiến triển.

{{AD}}

Những điều cần theo dõi tiếp theo

Đối với những người quan tâm theo dõi thế hệ máy bay chở khách tiếp theo, một vài câu hỏi sẽ quyết định mức độ nghiêm túc nên nhìn nhận ý tưởng này.

Thứ nhất, chương trình AACES 2050 sẽ công bố các kết quả so sánh các kiến trúc khác nhau, bao gồm máy bay thân ống và cánh truyền thống với nhiên liệu hàng không bền vững, thân-cánh kết hợp (blended wing bodies), và các thiết kế lai-điện.

Những so sánh đó sẽ cho biết liệu hệ thống đẩy turbo-điện phân tán có giữ vững được so với các lựa chọn đơn giản hơn hay không.

Thứ hai, tiến triển của Electra với EL9 sẽ là bài thử nghiệm thực tế cho công nghệ lõi của họ.

Chuyến bay đầu tiên của EL9 phiên bản hướng tới sản xuất được dự kiến vào nửa sau thập kỷ này, và bất kỳ dữ liệu nào từ chương trình đó sẽ được phản hồi vào khái niệm lớn hơn.

Cuối cùng, các cơ quan quản lý sẽ cần phát triển tiêu chuẩn chứng nhận cho các hệ thống điện áp cao trên các tàu thương mại.

Không có những quy định đó, ngay cả một thiết kế thành công về mặt kỹ thuật cũng không thể vào khai thác thương mại.

Mốc thời gian giữa thế kỷ mà NASA nhắm tới cho ngành công nghiệp khoảng 25 năm để giải quyết những câu hỏi đó, điều này vừa là một đường băng dài nhưng, theo tiêu chuẩn hàng không vũ trụ, cũng không phải là nhiều thời gian.