Vì sao máy bay thương mại không còn chạy đua để đạt tốc độ siêu thanh?

Khi chiếc XB-1 của Boom Supersonic phá vỡ rào cản âm thanh hồi cuối tháng 1 mà không gây tiếng nổ lớn, nó liền gây chú ý trở lại đối với các máy bay chở khách siêu thanh. Nhưng trong thực tế, hầu hết các máy bay thương mại thường tập trung vào tính hiệu quả và sự yên tĩnh hơn là tốc độ.

Tốc độ của chúng thường quanh quẩn trong khoảng từ Mach 0,84-0,85 đối với máy bay thân rộng và từ Mach 0,72-0,78 với máy bay thân hẹp. Những con số này không hề ít, có điều là không bằng những máy bay siêu thanh cách đây hơn nửa thế kỷ.

Có nhiều lý do khiến cuộc đua siêu thanh biến mất, mà chi phí là mối lo hàng đầu. Hầu hết các máy bay phản lực thương mại thân rộng đều bay tốt ở tốc độ khoảng Mach 0,85 - tức bằng 85% tốc độ âm thanh. Nhưng khi phá vỡ rào cản âm thanh Mach 1 (1.234 km/giờ) thì chúng lại chịu thêm nhiều áp lực, đòi hỏi sửa đổi toàn bộ thiết kế.


XB-1.

Một khi đạt tốc độ Mach 1, sóng áp suất bắt đầu nén lại và tạo thành sóng xung kích, khiến lực cản tăng đột ngột và gây tiếng nổ lớn. Sóng này còn gây áp lực lớn lên phần thân, nên vật liệu làm máy bay siêu thanh buộc phải bền chắc hơn bình thường.

Chưa kể từ tốc độ đó trở đi thì các luồng khí quanh thân phi cơ cũng không ổn định, làm nó dễ rung lắc. Sự ma sát của không khí còn sinh nhiệt khiến bề mặt máy bay nóng lên. Thành ra thân của nó cần được làm thuôn nhọn và lớp phủ cũng phải chịu được nhiệt độ cao.

Đặc biệt, lực cản tăng còn yêu cầu động cơ phải có lực đẩy lớn và đốt nhiều nhiên liệu hơn. Vậy là nó cần đem thêm nhiên liệu và chở ít người hơn - một điều rất thiếu hiệu quả. Trong khi mối quan tâm chính của mọi hãng hàng không ngày nay là chi phí: mọi thứ cần rẻ để chở được nhiều người hơn, yên tĩnh và ít hao nhiên liệu.

Ngay cả khách hàng cũng vậy, họ đang quay về với những điều cơ bản thay vì hướng đến sự hào nhoáng mà lại thiếu thực tế. Việc lao đi với tốc độ chóng mặt, trên một chiếc phi cơ có hình dạng kỳ lạ là không cần thiết và chẳng giúp ích gì cho công việc. Thay vì vậy một chỗ ngồi êm ái, tâm trạng thư thái, bữa ăn ngon, phục vụ tốt, thủ tục gọn lẹ, trải nghiệm giải trí tốt và không ồn ào mới là điều họ cần.


Mach 0,74-0,86 là khung tốc độ tối ưu để vận chuyển một lượng lớn khách với mức giá phải chăng.

Các thập niên 1960 và 1970 mới là thời mà con người hướng tới những điều kỳ vĩ, mà phần lớn là do sự thúc đẩy của Chiến tranh Lạnh khi nước nào cũng muốn mình vượt trội hơn đối thủ về mọi mặt.

Đó là lúc ngành hàng không ra sức chạy theo tốc độ siêu thanh. Tại Âu châu, chiếc Concorde cất cánh lần đầu năm 1969 với kế hoạch sản xuất 350 chiếc và đạt tốc độ tối đa Mach 2,04. Ở Mỹ, Boeing phát triển chiếc Boeing 2707 có thể đạt tới Mach 3, còn Lockheed thì nghiên cứu phi cơ L-2000 (Mach 2,7-3). Liên Xô cũng hối hả làm máy bay chở khách siêu thanh Tupolev Tu-144 (Mach 2,15).

Vậy mà chỉ vỏn vẹn có 20 chiếc Concorde được làm ra, rồi bị dẹp bỏ không kèn trống vào năm 2003. Hai chiếc Boeing 2707 và Lockheed L-2000 cũng không thể đi xa hơn công tác dựng mô hình, còn Tu-144 cũng chẳng khá khẩm gì mấy.

Tu-144.

Boeing, Airbus, JetZero và các công ty hàng không nói chung luôn chú trọng vào hiệu quả tiêu thụ nhiên liệu. Chẳng hạn, Boeing sắp ra mắt chiếc Boeing 777X và cải tiến của nó là về hiệu quả chứ không phải tốc độ - dự kiến đạt Mach 0,85. Một loại nữa đang được Airbus và JetZero phát triển là máy bay cánh liền thân (BWB), nhưng ưu tiên của BWB vẫn là tiết kiệm nhiên liệu, giảm chi phí, chở nhiều hàng và bay xa hơn.

Dù sao máy bay thương mại siêu thanh vẫn có chút ánh sáng le lói nhờ nỗ lực của công ty khởi nghiệp Boom Supersonic. Phi cơ Overture của họ có thể bay ở tốc độ Mach 1,7 và Boom định chào bán nó vào năm 2029, với dự báo nhu cầu 1 ngàn chiếc. Trong bối cảnh đây là một canh bạc tốn kém và dễ nắm phần thua thì nỗ lực của Boom thật liều lĩnh. Nếu thành công, họ sẽ chứng tỏ rằng vẫn còn đó một thị trường ngách dành cho máy bay siêu thanh.

Theo Simple Flying, New Scientist.