NASA đang muốn hồi sinh loại hình vận tải hàng không siêu thanh
bk9sw
6 nămBình luận: 55
concorde.jpg
Một chiếc Concorde của British Airways.​

Tại Aviation 2014 - triển lãm thường niên do Viện hàng không không gian Hoa Kỳ tổ chức, NASA đã trình diễn những công nghệ mới đang được cơ quan này nghiên cứu nhằm làm sống lại lĩnh vực vận tải hàng không siêu thanh trong 15 năm tới. Những nổ lực của NASA cũng như các công ty tư nhân như Aeron hay Spike Aerospace hứa hẹn sẽ mở ra một thế hệ máy bay vận tải siêu thanh tiếp theo, nối tiếp những thành công của huyền thoại bầu trời - Concorde.

Viễn cảnh về loại hình vận tải hành khách siêu thanh đã bắt đầu được nhen nhóm vào những năm 1950 và điều này dường như là một bước tiến hợp lý trong lĩnh vực hàng không dân dụng vốn đã trải qua rất nhiều bước đột phá và phát triển nhanh chóng đặc biệt là trong thời đại kỹ thuật số ngày nay. Ý tưởng về đường bay từ London đến New York trong chỉ 3 giờ được xem là một sự thúc đẩy mạnh mẽ đối với nền kinh tế cũng như là một phương pháp để đưa thế giới đến gần nhau hơn.

Vào thập niên 60, Mỹ, Anh, Pháp và Liên Xô - tất cả đều theo đuổi các chương trình phát triển và khai thác máy bay chở khách với tốc độ trên Mach 1 (> 1235 km/h). Một cuộc chạy đua về công nghệ lớn đã diễn ra và viễn cảnh về những chiếc máy bay chở khách siêu thanh Concorde, Tupolev, Boeing và Lockheed bay quanh thế giới dưới sự điều hành của các hãng hàng không lớn dường như mở ra trước mắt.

tu-144.jpg

Tupolev Tu-144 - máy bay siêu thanh đầu tiên.

Tuy nhiên, năm 1973 được xem là một năm thảm hoạ của ngành hàng không khi chiếc TU-144 - mẫu máy bay được xem là phiên bản Concorde của Tupolev, Liên Xô đã rơi ngay trong màn trình diễn tại triển lãm hàng không Paris Air Show. Kèm theo đó là lệnh cấm vận dầu mỏ của OPEC khiến nhiều nền kinh tế, đặc biệt là các nước phương Tây gặp khó khăn và bản thân Cục hàng không liên bang Mỹ (FAA) cũng đã ban hành một lệnh cấm các chuyến bay siêu thanh hạ cánh trên lãnh thổ nước Mỹ. Kết quả là các chương trình phát triển máy bay vận tải siêu thanh đồng loạt bị huỷ bỏ, không có đơn đặt hàng và chỉ có vỏn vẹn 20 chiếc Concorde do liên minh Aerospatiale của Pháp và British Aircraft Corp (BAC) của VQ Anh sản xuất. Concorde cũng chỉ được khai thác bởi Air France và British Airways nhờ sự hỗ trợ của chính phủ 2 nước. Không thể phủ nhận rằng Concorde là một mẫu máy bay rất quyến rũ, thanh thoát và sở hữu những công nghệ đi trước thời đại. Nhưng sau vụ tai nạn nghiêm trọng của chuyến bay Air France 4590 ngày 25 tháng 7 năm 2000 tại Paris, đến ngày 24 tháng 10 năm 2003 thì Concorde chính thức bị ngưng hoạt động sau 27 năm phục vụ.

Điều đó dường như là sự chấm dứt của những chuyến bay siêu thanh ngoại trừ những chiếc máy bay siêu thanh quân sự. Thế nhưng tính đến nay, công nghệ hàng không đã trải qua hơn 40 năm và những công ty tư nhân cũng như tổ chức chính phủ đang tìm cách làm mới lĩnh vực hàng không siêu thanh dân dụng.

Nếu muốn dịch vụ vận tải hành khách siêu thanh thành công, ngành hàng không phải vượt qua rất nhiều trở ngại. Một trong số đó là làm sao chế ngự vụ nổ siêu thanh khi máy bay phá vỡ tường âm thanh. Peter Coen - lãnh đạo dự án tốc độ cao (High Speed Project) thuộc ban điều hành nhiệm vụ nghiên cứu hàng không của NASA cho biết: "Việc hạn chế tác động của vụ nổ siêu thanh hay sóng xung kích gây ra bởi một máy bay bay nhanh hơn vận tốc âm thanh là trở ngại quan trọng nhất để đưa các chuyến bay siêu thanh thương mại trở lại. Những rào cản khác còn bao gồm vấn đề khí thải trên độ cao lớn, hiệu quả nhiên liệu và tác động của tiếng ồn đối với dân cư xung quanh các sân bay."

Vấn đề trên sẽ được giải quyết như thế nào phụ thuộc một phần vào yếu tố kỹ thuật, một phần vào thái độ của cộng đồng và một phần vào việc cải tiến các điều luật của FAA vốn khá mơ hồ trên giấy tờ. Do đó, NASA cùng các đối tác đang tiến hành phương pháp tiếp cận 3 mũi nhọn để đi đến một giải pháp thống nhất.

Theo NASA, cơ quan này hiện tại đang phát triển các công nghệ để có thể được dùng trên máy bay siêu thanh dân sự vào năm 2025. Do các vụ nổ siêu thanh không giống nhau nên một trong những dự án của NASA sẽ là cho các thành viên cộng đồng tại trung tâm nghiên cứu Langley, Hampton, bang Virginia nghe qua 140 vụ nổ siêu thanh khác nhau và thu nhận phản hồi từ họ.

Tương tự với các nghiên cứu được thực hiện bởi trung tâm nghiên cứu bay Armstrong tại căn cứ không quân Edwards, bang California, nghiên cứu trên sẽ giúp NASA tiến đến mục tiêu thứ 2 đó là ngồi vào bàn đàm phán với FAA và Tổ chức hàng không dân dụng quốc tế (ICAO) để thay đổi các luật lệ về các chuyến bay siêu thanh được đưa ra từ những năm 70 của thế kỷ trước. NASA cho biết độ ồn của các vụ nổ siêu thanh không thể định rõ, do đó NASA cùng các đối tác hiện đang làm việc với các cơ quan hành pháp để đưa ra một cấp độ ồn chấp nhận được.

nasa_máy_bay_siêu_âm.jpg
Mẫu thiết kế máy bay siêu âm của Lockheed.

Về khía cạnh kỹ thuật, các trung tâm của NASA nằm rải rác trên nước Mỹ tại California, Ohio và Virginia đang tìm hiểu về đặc điểm tự nhiên của các vụ nổ siêu thanh đồng thời nghiên cứu các thiết kế máy bay để giảm thiểu tác động của chúng.

Tại trung tâm nghiên cứu Ames, các thử nghiệm trong hầm gió đã được thực hiện nhằm nghiên cứu khả năng định hình vụ nổ siêu thanh bằng cách kéo dài hoặc tản sóng xung kích ra xung quanh khi thay đổi thiết kế của thân, cánh, động cơ, vỏ động cơ và các thành phần khác trên máy bay. Thiết kế tốt nhất được các nhà nghiên cứu suy ra là mũi máy bay thon nhọn như cây kim, thân mỏng và cánh hình tam giác vuốt dài ra sau.

nasa_máy_bay_siêu_âm_01.jpg Mẫu thiết kế máy bay siêu thanh của Boeing với 2 động cơ đặt trên.

Một số mẫu thiết kế đến từ các nhà sản xuất máy bay lớn đã được NASA đưa vào thử nghiệm trong hầm gió siêu thanh. Mẫu thiết kế từ Lockheed Martin trông giống như một phiên bản kéo dài thân của chiếc Concorde với 2 động cơ đặt dưới và 1 động cơ thứ 3 được đặt trên cánh. Trong khi đó, mẫu thiết kế của Boeing lại đặc biệt hơn với 2 động cơ đặt phía trên mỗi cánh. Theo NASA, vị trí lắp đặt động cơ có thể làm giảm tác động của vụ nổ siêu thanh. Động cơ đặt trên cánh có thể đưa vụ nổ hướng lên trên nhưng bù lại hiệu năng vận hành của máy bay sẽ bị ảnh hưởng.

Những thiết kế này đã trải qua các bài kiểm tra trong hầm gió của NASA. Các hầm gió đều được thiết kế theo mô hình đặc biệt nhằm tái tạo các đặc tính của một phương tiện bay kích cỡ đầy đủ vận hành ở tốc độ siêu thanh. Điều này cho phép các nhà khoa học đo đạt vụ nổ siêu thanh ở nhiều cự ly khác nhau đồng thời ước lượng hiệu năng động cơ. Dữ liệu thử nghiệm sau đó được dùng để phê chuẩn và điều chỉnh các mô hình trên máy tính.

nasa_máy_bay_siêu_âm_03.jpg
Thử nghiệm mô hình máy bay trong hầm gió.

Ngoài ra, bằng hầm gió và mô hình máy bay, các nhà nghiên cứu cũng tiến hành phân tích dòng khí đi vào và thoát ra để nghiên cứu vỏ động cơ và điều chỉnh dòng khí cũng như các tỉ lệ tại nhiều mức tốc độ từ dưới siêu thanh đến siêu thanh (tối đa Mach 1.8) để tìm cách tích hợp chúng vào thiết kế máy bay siêu thanh mà không làm giảm hiệu năng.

Theo Don Durston - kỹ sự thuộc dự án tốc độ cao tại trung tâm nghiên cứu Ames: "Mục đích của các thử nghiệm là đo tác động của hình dạng vỏ động cơ lên vụ nổ siêu thanh. Các kết quả ban đầu cho thấy đúng như chúng tôi dự đoán, mọi thay đổi nhỏ trên vỏ động cơ đặt trên cánh của mô hình máy bay Boeing ảnh hưởng không đáng kể đến vụ nổ siêu thanh, trong khi đó mô hình của Lockheed với 2 động cơ đặt dưới cánh lại cho thấy những tác động rõ rệt lên vụ nổ. Tuy nhiên, những tác động này đều đã được dự đoán và có thể là do quy trình thiết kế được Lockheed sử dụng."

Sau thử nghiệm, Peter Coen hồ hởi cho biết: "Chúng tôi tự tin khi đã có trong tay các công cụ thiết kế và cũng đã phê chuẩn cấp độ thiết kế cần thiết. Với đà phát triển này, chúng tôi cho rằng dịch vụ vận tải hành khách siêu thanh với độ ồn thấp hoàn toàn có thể đạt được."

Nguồn: NASA
Nhìn giống mấy chiến hạm trong các bộ phim viễn tưởng bom tấn nhỉ . .
asimo7777
TÍCH CỰC
6 năm
Vụ nổ siêu âm là sao
sony x1
TÍCH CỰC
6 năm
@security_lock Vụ nổ siêu thanh không liên quan đến nổ máy bay bạn nhé, khi đó chỉ có áp suất cao lên mũi máy bay thôi.
Còn máy bay concord siêu thanh chở khách người ta đã bay nhiều năm ổn định rồi. Thời đó đã có những cách khắc phục giảm tiếng nổ siêu thanh. Bây giờ chỉ là nâng cấp và làm máy bay an toàn hơn thôi.
Blue_Gene
ĐẠI BÀNG
6 năm
@asimo7777 trong film Man of Steel lúc sịp đỏ bay có xảy ra hiện tượng này nhìn gống như nó "trung tiện" để tăng tốc ;) =)) =))
phanvdam
ĐẠI BÀNG
6 năm
@asimo7777 http://en.wikipedia.org/wiki/Sonic_boom
@autoengine đã từng xem và nghe cái uỳnh 1 cái rõ to như kiểu sét giật trên đầu ấy
sophia8x
TÍCH CỰC
6 năm
hình như phải dịch là "siêu thanh" chứ không phải là siêu âm 😃
Tốc độ siêu thanh: tốc độ lớn hơn tốc độ âm thanh
Siêu âm: âm thanh có tần số ngoài khả năng nghe thấy của con người.
bopvn
ĐẠI BÀNG
6 năm
@sophia8x Like bác! siêu thanh mới chính xác...còn siêu âm thường dành cho sóng âm thì đúng hơn
hahuytap
ĐẠI BÀNG
6 năm
Concorde: chiếc máy bay siêu âm mà tôi rất thích xem trên phim khi còn trẻ. Nhìn nó bay tôi có cảm giác là một hải âu đang lướt trong không trung một cách thanh thoát, nhẹ nhàng.
Now_or_never
ĐẠI BÀNG
6 năm
vụ nổ siêu âm và song xung kích là sao nhỉ?
michaelbui
ĐẠI BÀNG
6 năm
@Now_or_never Nói thể này để các bạn dễ hình dung.
Hãy tưởng tưởng sóng nước giống như sóng âm thanh
1. Khi ném một vật xuống nước thì sóng nước là hình tròn, lan tỏa dần trên mặt nước
2. Khi bèo trôi trên mặt nước, nó vừa chuyển động, vừa phát ra sóng nước, nhưng vì nó trôi chậm nên sóng nước sau vẫn nằm trong vòng tròn của sóng nước trước và ai cũng thấy không có gì đặc biệt
3. Khi thuyền chạy trên mặt nước, nó cũng vừa chuyển động vừa phát ra sóng tròn, nhưng vì nó chuyển động nhanh hơn tốc vận tốc sóng nước nên tổng hợp sóng lại sẽ thành ra là 2 đường rẽ sóng tạo thành hình chữ V. Đây chính là hình ành minh họa rõ nhất của sóng xung kích nếu tưởng tượng tương tự với âm thanh.

Bây giờ chắc ai cũng biết khi tàu thuyền chạy qua sẽ tạo ra sóng "xung kích" và sóng này mạnh (có cường độ cao) hơn rất nhiều so với một sóng nước bình thường (vì thật sự nó là sự cộng hưởng độ mạnh của rất nhiều sóng nước "bình thường" đó lại).

Hay liên hệ ngược lại với âm thanh, khi sóng xung kích đến tai con người, nó "đập" vào màng nhĩ rất mạnh và sẽ gây ra âm thanh giống như một vụ nổ. Đó chính là "vụ nổ siêu âm".

Do cường độ cao nên sóng này có thể gây ảnh hưởng rất xấu đến tai của con người và có thể là động vật, nhất là đối với khu vực thường xuyên có máy bay siêu âm chạy qua

Hơn nữa, cũng vì cường độ mạnh nên nhiều cửa kính, tường kính của tòa nhà cao tầng (gần đường bay) sẽ có nguy cơ bị vỡ (thực tế điều này đã từng xảy ra rất nhiều) và hậu quả thế nào thì các bạn cũng có thể suy diễn tiếp được 😃
Hiepsitemple
ĐẠI BÀNG
6 năm
máy bay chiến đấu, tên lửa đều có vận tốc siêu âm mà sao vẫn sử dụng nhỉ?
@machao_mengqi đùa gì, nhiều vũ khí khí tài của các cụ nhà ta giờ đem ra bảo tàng trưng được rồi. Để chật chỗ, bảo dưỡng tốn kém, khi cần dùng thì ọp à ọp ẹp...haiz...
@king_of_mar1311 cái nổ siêu âm này hoàn toàn khác với độ ồn của máy bay, cái ồn là do động cơ phản lực, và rung cũng do lực từ động cơ tạo ra thôi.
Cái máy bay siêu thanh này là cả một công nghệ thiết kế hoàn toàn khác với các loại phản lực thông thường. Khi ở tốc độ cao ma sát không khí cực lớn, giãn nở của máy bay thay đổi rất nhiều (các bạn có thể search từ discovery hay National Graphic nói rất nhiều về vấn đề này).
@ff2003 mình thấy chả có gì khác cả, máy bay chiến đấu đã vượt tốc độ âm thanh từ rất lâu rồi, các đời Su khoi sau này như Su30 của việt nam mình tốc độ trung bình là đã gần mach 2. Chẳng lẽ bạn nói máy bay này ko phải phản lực, và nó cũng ko phải siêu thanh?
@king_of_mar1311 đó là máy bay tiêm kích ... ý mình nói thuộc loại máy bay phản lực dân sự, nó thiết kế hoàn toàn khác với mấy chiếc Boeing, Airbus ....
Xem vụ Concorde mà thấy tiếc
muabanvnvn
ĐẠI BÀNG
6 năm
Mấy mẫu máy bay đẹp thật.
đúng là công nghệ mỹ
tuco
Trứng
6 năm
Một trong số ít lĩnh vực ít gạch đá 😆
LuisYuri
TÍCH CỰC
6 năm
ngồi trên máy bay sẽ ko nghe vụ nổ siêu thanh vì mình bay nhanh hơn vận tốc ấm thanh mà...tội nghiệp người ở dưới thôi...có thể gây vỡ cửa kính hoặc nứt tường chứ chả chơi
princez
TÍCH CỰC
6 năm
nếu bay tầm thấp thì siêu thanh có thể là vấn đề đáng quan tâm, chứ các máy bay này có bao giờ bay tầm thấp đâu, mà toàn bay tầm cao thì sao gây ra nổ siêu thanh được nhỉ
dg189
ĐẠI BÀNG
6 năm
@princez Tầm cao với tầm thấp thì liên quan gì tới âm thanh mà k có nổ âm thanh 😔 Còn ra ngoài khoảng không vũ trụ trì k tính.
Chỉ có tiếng ồn do vụ nổ siêu thanh khi bay tầm cao & thấp ảnh hưởng tới dân cư mặt đất nhiều ít khác nhau thôi, Chưa kể tới vụ nổ siêu thanh thì tiếng ồn do loại động cơ này gây ra lớn hơn nhiều so vơí động cơ phản lực thường, nên dân cư gần sân bay cũng bị ảnh hưởng nặng hơn
princez
TÍCH CỰC
6 năm
@dg189 ý bạn là sao, sao lại không ảnh hưởng, nếu ở tầm cao thì dù có phóng gấp 2-3 lần vận tốc âm thanh vẫn không thể tạo ra vụ nổ siêu thanh được
dg189
ĐẠI BÀNG
6 năm
@princez tầm cao thì vẫn có vụ nổ siêu thanh bạn ah, trừ khi ra ngoài bầu khí quyển trái đất
@princez Bạn này hiểu không đúng rồi,
Vấn đề này Vật Lý trung học chỉ khá rõ:
Thứ nhất, sóng âm tồn tại trong môi trường vật chất, nghĩa là nằm trong bầu khí quyển thì chắc chắn động cơ gây ra sóng âm (đã gọi là máy bay thì bay trong khí quyển, nếu không bay trong khí quyển người ta gọi là cái khác) nên bay trong khí quyển mà vượt qua tường âm thanh thì luôn có vụ nổ siêu thanh
Thứ hai, vận tốc sóng âm phụ thuộc vào môi trường, sóng âm mà bài viết này đề cập đến là sóng âm trong không khí ở môi trường tiêu chuẩn, lên cao không khí càng loãng áp suất không khí thấp thì vận tốc âm thanh giảm dần
Thứ ba, năng lượng sóng âm được phát tán đi dưới dạng hình cầu. Nghĩa là khoảng cách càng gần nguồn sóng thì năng lượng nhận được càng lớn (vì khi đó diện tích bề mặt cầu nhỏ), khoảng cách càng xa nguồn sóng thì năng lượng giảm dần. Cho nên với các máy bay ở độ cao lớn, tạo ra sonic boom thì cũng không ảnh hưởng mấy đến mặt đất
Với máy bay chiến đấu, ví dụ điển hình nhất là thấy máy bay bay qua một lúc khoảng mấy giây thì mới thấy tiếng động như sấm kéo đến.

Về vấn đề này, có một loạt phim tài liệu rất nổi tiếng của nc ngoài đó là Bức tường lửa dài 14 tập, đã từng chiếu trên vtv2 những năm 2000. Phim nói về quá trình con người chinh phục bức tường âm thanh.
princez
TÍCH CỰC
6 năm
@duonghieutn bạn không hiểu ý mình, giải thích cũng không vào trọng tâm mà đi lan man mấy cái kiến thức mà ai cũng biết thế 😁 bạn có nghĩ nếu bay trên tầng cao khí quyển vận tốc siêu âm thì có thực sự là "nổ" không, hay chỉ như là một chấn động không khí bình thường, ý mình đang nói về mặt ngôn ngữ, chứ không phải bản chất vật lý của hiện tượng, có thể nó vẫn là vụ nổ siêu thanh theo cách giải thích vật lý, nhưng nếu đem một cái micro đến đo chẳng hạn thì thực sự chả thấy có vụ nổ nào cả vì không khí loãng không cho phép sóng âm mang được năng lượng đi xa thậm chí chỉ vài mét, vì thế không thể gây hư hại cho máy móc nếu hoạt động ở tốc độ siêu thanh được
tranluan
ĐẠI BÀNG
6 năm
Không liên quan cơ mà em hỏi cái máy bay minh họa trang đầu là đang cất cánh hay hạ cánh ạ?
princez
TÍCH CỰC
6 năm
@tranluan hạ cánh là cái điều chắc chắn 😁
Firefox OS
ĐẠI BÀNG
6 năm
[​IMG]
Con này quá đẹp ! Nhưng nếu bị con này đâm thì lủng bụng chứ chả đùa😁
Nhìn mấy cái này mới thấy con người thiệt là đỉnh cao!! Những người làm ra những cái này cũng thuộc dạng thiên tài rồi! 😃
Hoan hô Concorde sắp có cơ hội hồi sinh !! đi Mỹ sẽ rút ngắn thời gian xuống đến chóng mặt.
Cá nhân
Bạn
Hi bạn!
Điểm Reward Store: 
Tuổi Tinh tế: 
Cấp độ thành viên Tinh Tế


Tải app Tinh tế

Tải app Tinhte - Theo dõi thông tin mà bạn yêu thích

Tải app TinhteTải app Tinhte
Tải app Tinh tế cho Android trên Google PlayTải app Tinh tế cho iPhone, iPad trên App Store



Cộng đồng nổi bật




  • Chịu trách nhiệm nội dung: Trần Mạnh Hiệp
  • © 2020 Công ty Cổ phần MXH Tinh Tế
  • Địa chỉ: 209 Đường Nam Kỳ Khởi Nghĩa, Phường 7, Quận 3, TP.HCM
  • Số điện thoại: 02862713156
  • MST: 0313255119
  • Giấy phép thiết lập MXH số 11/GP-BTTTT, Ký ngày: 08/01/2019