Hà Lan: Máy bay điện E9X hướng tới chở 90 hành khách, bay 1.000 km
Sử dụng hệ thống pin tích hợp trong cánh, máy bay E9X của công ty khởi nghiệp Hà Lan Elysian Aircraft được thiết kế để chở 90 hành khách, với tầm bay ban đầu 800 km và mục tiêu đạt 1.000 km. Dự kiến đi vào khai thác năm 2034, mẫu máy bay này được kỳ vọng góp phần giảm đáng kể lượng phát thải của ngành hàng không…
Trong bối cảnh nhu cầu đi lại bằng đường hàng không tiếp tục gia tăng, việc phát triển máy bay chạy bằng điện đang mở ra một hướng tiếp cận mới nhằm giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch. Tại Hà Lan, Elysian Aircraft đang theo đuổi mục tiêu phát triển máy bay chở khách cỡ lớn sử dụng pin, trong khi các cơ sở đào tạo phi công và doanh nghiệp công nghệ cũng bắt đầu xây dựng những nền tảng cần thiết cho hàng không điện.
TỪ MÔ HÌNH THỬ NGHIỆM ĐẾN MÁY BAY CHỞ KHÁCH CỠ LỚN
Elysian Aircraft đã tiến hành những chuyến bay thử nghiệm đầu tiên với mẫu máy bay trình diễn E9X thu nhỏ. Theo Euronews, đây là bước quan trọng trong quá trình kiểm chứng thiết kế trước khi tiến tới phát triển máy bay chở khách có kích thước lớn hơn.
Sau khi hoàn thành chuyến bay và hạ cánh an toàn, nhóm phát triển đưa dữ liệu thu thập được về phân tích tại phòng thí nghiệm đặt gần sân bay Schiphol, Amsterdam. Các kết quả thử nghiệm sẽ góp phần đánh giá khả năng vận hành và hoàn thiện thiết kế của máy bay.
Daniel Jacobson, đồng sáng lập kiêm đồng giám đốc điều hành Elysian Aircraft, cho biết với nguồn vốn khởi nghiệp 10 triệu euro, doanh nghiệp đặt mục tiêu phát triển một trong những mẫu máy bay chở khách cỡ lớn chạy hoàn toàn bằng pin đầu tiên trên thế giới.
Theo thiết kế được giới thiệu, E9X sẽ sử dụng 6 động cơ điện và có sải cánh dài hơn 50 m. Để máy bay có thể hoạt động trong hệ thống sân bay hiện hữu, nhà phát triển dự kiến trang bị đầu cánh có khả năng gập lại, giúp máy bay phù hợp với không gian đỗ và các vị trí cửa ra vào tại sân bay.
Thiết kế về cơ bản đã hoàn thiện. Máy bay sẽ có 6 động cơ. Chúng tôi cũng thiết kế các đầu cánh có thể gập lại để máy bay phù hợp với cơ sở hạ tầng cửa đỗ hiện có tại các sân bay, bởi sải cánh của nó rất lớn. Chúng tôi đang nói đến chiều dài sải cánh hơn 50 m.
Elysian đặt mục tiêu đưa E9X vào khai thác năm 2034. Nếu đạt được các thông số thiết kế đề ra, máy bay có thể chở 90 hành khách, với tầm bay ban đầu khoảng 800 km và tiến tới 1.000 km.
Đây là tham vọng đáng chú ý trong bối cảnh máy bay điện hiện nay chủ yếu được ứng dụng ở các phương tiện cỡ nhỏ, phục vụ huấn luyện phi công hoặc những chuyến bay ngắn. Việc mở rộng quy mô lên máy bay chở hàng chục hành khách đòi hỏi những bước tiến đáng kể về công nghệ pin, kết cấu máy bay và hiệu quả sử dụng năng lượng.
TÍCH HỢP PIN VÀO CÁNH, GIẢI BÀI TOÁN TRỌNG LƯỢNG
Một trong những điểm đáng chú ý nhất của E9X là phương án tích hợp các cụm pin trực tiếp vào kết cấu cánh máy bay.
Theo giới thiệu của Elysian Aircraft, thiết kế cánh ở quy mô thực tế đã được phát triển, với khoảng 40 cụm pin trên toàn bộ cánh. Mỗi cụm có khối lượng khoảng 1.000 kg. Điều này cho thấy hệ thống lưu trữ năng lượng của máy bay có quy mô lớn, đồng thời đặt ra yêu cầu cao đối với khả năng chịu tải và thiết kế kết cấu.
Khối lượng pin là một trong những thách thức lớn nhất đối với hàng không điện. Máy bay phải mang theo lượng năng lượng đủ để hoàn thành chuyến bay, nhưng càng tăng khối lượng, nhu cầu năng lượng để cất cánh và duy trì hành trình càng lớn. Vì vậy, việc tối ưu hóa trọng lượng tổng thể có ý nghĩa quyết định đối với tầm bay và hiệu quả vận hành.
Ông Jacobson thừa nhận E9X là một mẫu máy bay nặng, nhưng cho biết nhóm phát triển đang liên tục tìm cách giảm khối lượng thông qua lựa chọn vật liệu, kết hợp các thành phần và cải thiện giải pháp quản lý nhiệt. Đây cũng là những lĩnh vực mà doanh nghiệp đang phát triển công nghệ và tài sản trí tuệ riêng.
Bên cạnh việc tối ưu hóa pin, phương án tích hợp pin vào cánh được Elysian xem là một yếu tố quan trọng trong thiết kế tổng thể. Tuy nhiên, hiệu quả thực tế còn phụ thuộc vào khả năng đáp ứng đồng thời các yêu cầu về an toàn, độ bền kết cấu, quản lý nhiệt và hiệu suất năng lượng trong suốt vòng đời khai thác.
Theo ông Jacobson, trong một thời gian dài, giới học thuật và ngành công nghiệp hàng không từng hoài nghi khả năng sử dụng điện để vận hành máy bay cỡ lớn. Các nghiên cứu thiết kế của Elysian đang thách thức quan điểm này.
Dù vậy, từ mô hình thử nghiệm đến một máy bay thương mại được chứng nhận và đưa vào khai thác vẫn là chặng đường dài. Các thông số về sức chở, tầm bay và hiệu quả giảm phát thải hiện là mục tiêu phát triển của doanh nghiệp, chưa phải kết quả khai thác thương mại đã được xác nhận.
KỲ VỌNG GIẢM PHÁT THẢI CHO NGÀNH HÀNG KHÔNG
Theo Euronews, Elysian kỳ vọng E9X có thể góp phần giảm đáng kể phát thải của ngành hàng không nếu máy bay điện đủ khả năng đảm nhiệm một phần các chuyến bay hiện đang sử dụng nhiên liệu hàng không truyền thống.
"Nếu có thể vận chuyển 90 hành khách trên quãng đường từ 800 đến 1.000 km, máy bay sẽ có tiềm năng thay thế một phần đáng kể các chuyến bay trong phạm vi phù hợp". Giám đốc điều hành Elysian Aircraft nhận định, đồng thời cho rằng về lâu dài, việc điện hóa một nửa số chuyến bay trên thế giới có thể giúp ngành hàng không giảm khoảng 20% tổng lượng phát thải.
Đây là kỳ vọng của nhà phát triển, phụ thuộc vào khả năng thương mại hóa máy bay, phạm vi đường bay phù hợp và nguồn điện được sử dụng để sạc pin. Máy bay không phát thải trực tiếp khí carbon dioxide từ quá trình đốt nhiên liệu khi vận hành, nhưng mức giảm phát thải tổng thể còn phải được đánh giá trên toàn bộ vòng đời, bao gồm sản xuất pin, chế tạo máy bay, phát điện và xử lý pin sau khi hết hạn sử dụng.
Dẫu vậy, sự phát triển của máy bay điện đang tạo thêm lựa chọn cho quá trình chuyển đổi xanh của ngành hàng không, đặc biệt đối với các đường bay ngắn và trung bình. Nếu những giới hạn về mật độ năng lượng của pin được khắc phục, phạm vi ứng dụng của công nghệ này có thể được mở rộng.
Giám đốc điều hành Elysian Aircraft đánh giá châu Âu đang có vị thế tương đối thuận lợi trong cuộc đua phát triển công nghệ hàng không thế hệ mới. Tuy nhiên, ông cho rằng Liên minh châu Âu cần tăng cường hỗ trợ các doanh nghiệp khởi nghiệp và đổi mới sáng tạo để duy trì lợi thế trước Mỹ và Trung Quốc.
HẠ TẦNG SẠC ĐIỆN VÀ HỆ SINH THÁI HÀNG KHÔNG MỚI
Trong khi Elysian tập trung phát triển máy bay chở khách cỡ lớn, những ứng dụng thực tế của hàng không điện đã xuất hiện tại một số cơ sở ở Hà Lan.
Tại sân bay khu vực Teuge, E-Flight Academy đang đào tạo phi công cho nhiều hãng hàng không bằng máy bay điện cỡ nhỏ. Theo ông Merlijn van Vliet, đồng sáng lập học viện E-Flight Academy, chiếc máy bay hai chỗ ngồi được giới thiệu với Euronews sử dụng hai bộ pin, mỗi bộ có dung lượng 11 kWh, tổng cộng 22 kWh.
Chiếc máy bay này có hai bộ pin, mỗi bộ dung lượng 11 kWh. Như vậy, tổng dung lượng pin trên máy bay là 22 kWh. Với lượng điện này, chúng tôi có thể bay từ 45 đến 50 phút và vẫn duy trì được 10 phút dự trữ.
Với hệ thống này, máy bay có thể bay khoảng 45-50 phút và vẫn duy trì 10 phút năng lượng dự trữ. Trong quá trình bay thử, van Vliet cho biết tiếng ồn từ máy bay thấp đến mức người dưới mặt đất khó nghe thấy khi máy bay di chuyển qua khu vực dân cư.
Ông dự báo trong khoảng 10 năm tới, máy bay điện có thể phát triển lên quy mô lớn hơn, chở 40-60 hành khách hoặc nhiều hơn. Tuy nhiên, đây vẫn là dự báo về triển vọng công nghệ, không phải mốc phát triển đã được bảo đảm.
Song song với máy bay và công nghệ pin, hạ tầng sạc cũng là điều kiện cần thiết để hình thành thị trường hàng không điện.
Ông Jurjen de Jong, đồng sáng lập NRG2fly tiết lộ doanh nghiệp đang phát triển mạng lưới sạc điện dành cho máy bay tại châu Âu. Doanh nghiệp dự kiến mở rộng hoạt động từ Hà Lan sang các nước Bắc Âu, Pháp, Đức và Thụy Sĩ, hướng tới mạng lưới hỗ trợ các phương tiện hàng không phát thải thấp và ít tiếng ồn.
Một hướng tiếp cận được NRG2fly thử nghiệm tại sân bay Teuge là kết hợp các tấm pin mặt trời trên mái nhà với hệ thống lưu trữ năng lượng. Cơ sở này có 500 tấm pin mặt trời, điện năng tạo ra được lưu trữ trong pin để phục vụ nhu cầu sử dụng tại chỗ, qua đó giảm sự phụ thuộc vào nguồn điện lấy trực tiếp từ lưới.
Theo De Jong, về lâu dài, các sân bay có thể kết nối hệ thống điện mặt trời, phương tiện giao thông điện và các thiết bị lưu trữ thành một mạng lưới năng lượng thống nhất. Ông kỳ vọng mô hình này sẽ giúp cung cấp năng lượng sạch cho các máy bay điện khu vực.
Sự phát triển của hàng không điện vì thế không chỉ phụ thuộc vào việc chế tạo máy bay. Công nghệ pin, hạ tầng sạc, nguồn điện sạch, tiêu chuẩn an toàn và khả năng tích hợp vào hệ thống sân bay hiện hữu đều là những yếu tố cần được phát triển đồng bộ.
Với E9X, mục tiêu chở 90 hành khách và bay 1.000 km đánh dấu tham vọng đưa công nghệ điện vượt ra khỏi phạm vi máy bay cỡ nhỏ. Nếu các thử nghiệm tiếp theo đạt kết quả tích cực và những rào cản về kỹ thuật, chi phí được giải quyết, máy bay chạy bằng pin có thể trở thành một phần của quá trình chuyển đổi xanh trong ngành hàng không trong những thập kỷ tới.