Bao giờ chúng ta được lái ô tô bay?

Ô tô bay là niềm mơ ước của mọi đứa trẻ và của cả những nhà khoa học hàng đầu. Mặc dù sự tiến bộ của công nghệ đã giúp loài người tạo ra được nhiều thiết bị bổ trợ cho cuộc sống, nhưng ô tô bay vẫn chưa có mặt. Liệu có phải do rào cản kỹ thuật mà ước mơ được bay lượn như chim trời của chúng ta chưa thành hiện thực?

Chắc hẳn chúng ta ai cũng đã một lần được xem các bộ phim viễn tưởng của Hollywood như Blade Runner, Back to the Future, Star Wars và Fifth Element. Đó là những bộ phim được làm cách đây vài chục năm, nói về thế giới tương lai của con người với các thiết bị công nghệ "được trang bị đến tận răng".

Ngày nay chúng ta dường như đã đến được với thế giới tương lai đó khi nhiều thiết bị công nghệ trong phim đã hiện diện ngoài đời thực. Mọi người bây giờ đều đã có bộ siêu truyền phát tín hiệu trong túi, giúp họ kết nối ngay lập tức với bất kỳ người nào trên thế giới. Chúng ta đã lập được bản đồ gen người. Chúng ta có thể truy cập vào kho kiến thức vô hạn của nhân loại chỉ bằng những ngón tay, và chúng ta chuẩn bị cho kế hoạch chinh phục Sao Hỏa. Tuy nhiên, vẫn có một thứ trong phim mà chưa hiện diện ngoài đời thực: đó là ô tô bay. Về mặt kỹ thuật, ô tô bay có khó chế tạo không?

Lịch sử bị lãng quên của ô tô bay

Nhiều thế hệ kỹ sư đã cố gắng chế tạo ô tô bay.

Kể từ khi nhà văn Jules Verne đưa ra ý tưởng về ô tô bay trong tiểu thuyết Master of the World (Ông chủ của thế giới) xuất bản năm 1904, nhiều thế hệ kỹ sư đã cố gắng chế tạo ô tô bay. Năm 1940, Henry Ford (người sáng lập hãng Ford Motor) đã dự đoán rằng sự kết hợp giữa máy bay và ô tô sẽ xảy ra vào thời điểm mà cả máy bay và ô tô có giá thành rẻ, hoạt động tốt hơn và được sử dụng đại trà. Sự kết hợp của hai phương tiện giao thông trên là điều tất yếu. Dự đoán của Ford đã được chứng minh là đúng. Chỉ vài năm sau đó, một kỹ sư hàng không tên là Ted Hall đã cho ra mắt chiếc ô tô bay đầu tiên với đầy đủ chức năng.

Đây là một chiếc xe hơi chạy ngoài phố được gắn thêm cánh. Mẫu ô tô bay này được Convair – một hãng chế tạo máy bay hàng đầu thời đó hậu thuẫn. Nó đã được bay thử nghiệm 66 lần. Chỉ cần điều chỉnh một vài chi tiết nhỏ là nó có thể thành công lớn và được thương mại hóa. Nhưng vào năm 1947, tai nạn xảy ra khi hạ cánh đã làm mất đi sự hậu thuẫn từ Convair. Dự án này được đánh giá là quá nguy hiểm và phải dừng lại. Giấc mơ bay của Ted Hall tan "như bong bóng xà phòng"và bị xếp vào trong ga-ra.

Mẫu ô tô bay tử nạn được thiết kế cách đây 70 năm.

Kể từ thời điểm đó, đã có không biết bao nhiêu nỗ lực chế tạo những chiếc xe bay. Nhưng không một cá nhân nào có thể làm cho ô tô bay vượt ra khỏi nguyên mẫu thử nghiệm để đưa vào đời thực. Bất chấp một lịch sử với nhiều thất bại và thoái trào, các thế hệ kỹ sư ngày nay vẫn đang bị thu hút bởi ý tưởng chế tạo ô tô bay.

Một số công ty như Terrafugia, AeroMobil và Moller International đang tích cực biến giấc mơ trên thành hiện thực. Có thể bạn chưa bao giờ nghe thấy tên các công ty này, nhưng họ đang từng ngày từng ngày nghiên cứu chế tạo các nguyên mẫu ô tô bay.

Mẫu ô tô bay AeroMobil 3.0.

Vì sao ô tô bay chưa hiện diện?

Lý do mà cho đến bây giờ chúng ta chưa có ô tô bay không phải bởi giới hạn công nghệ, cũng không phải do chi phí đắt đỏ. Công nghệ chế tạo ô tô bay đã có từ cách đây vài thập kỷ, và cho đến nay các công ty vẫn đang tiếp tục phát triển nó. Vậy đâu là lý do?

Con người là những tay lái kinh hoàng. Ở Mỹ, tai nạn do xe hơi gây ra đã khiến cho 30 nghìn người chết mỗi năm, thiệt hại ước tính 871 tỷ USD. Ở Việt Nam, mỗi ngày trung bình có 26 người chết do tai nạn giao thông. Theo ước tính của Ngân hàng phát triển châu Á (ADB), thiệt hại kinh tế do tai nạn giao thông hàng năm ở Việt Nam là hơn 50 nghìn tỷ đồng.

Bạn cảm thấy sao nếu một người nào đó lái một thiết bị nặng hai tấn bay vèo vèo ngay trên đầu mình?

Các tòa nhà liệu có trụ vững với những vụ va chạm trên không của ô tô bay?

Sự chấp thuận cho ô tô bay hoạt động nơi công cộng sẽ là một án tử cho các tòa nhà trên thế giới. Các tòa nhà hiện đại được thiết kế để đứng vững trước các vụ va chạm xe hơi, nhưng chúng chưa có sự chuẩn bị để đối phó với các vụ va chạm trên không. Trong không trung, một vụ va chạm với một xe khác sẽ khiến cả hai xe đâm xuống đất. Ai sẽ muốn sống trong một thế giới nơi mà kim loại bay có thể rơi vào đầu bất cứ lúc nào?

Cuối cùng, lý do mà chúng ta chưa có ô tô bay không phải giới hạn công nghệ hay chi phí. Đó là vì con người không đáng tin cậy để bay bất cứ thứ gì.

Công nghệ không người lái

Đây chính là lĩnh vực đầy thú vị. Chúng ta sẽ giải quyết được vấn đề con người không đáng tin cậy để tự lái ô tô bay.

Xe tự lái là có thật. Tất cả các công ty lớn hiện nay đang phát triển công nghệ này. Sẽ chỉ là vấn đề thời gian mà thôi. Chẳng bao lâu nữa chúng ta sẽ nhìn thấy những chiếc xe tự lái ở khắp mọi nơi. Trong khi xe tự lái là có thật thì sức hấp dẫn của nó vẫn không thể nào bằng kẻ kế nhiệm tiềm năng – ô tô bay tự lái.

Có thể bạn sẽ đặt ra câu hỏi: "Máy tính phải thông minh cỡ nào để lái được một chiếc ô tô bay?".

Xe tự lái là có thật. Tất cả các công ty lớn hiện nay đang phát triển công nghệ này.

Hóa ra, công nghệ không người lái xây dựng cho ô tô bay còn dễ hơn ô tô thường ở dưới mặt đất. Trong không trung không có người đi bộ, ổ gà, các công trình xây dựng hoặc các chướng ngại vật khiến máy tính "đau đầu". Đó là lý do vì sao công nghệ không người lái được phát triển cho máy bay từ hàng chục năm trước, và bây giờ đang được ứng dụng cho hệ thống bán vé tự động. Những tiến bộ mới trong cảm biến, điện toán, trí tuệ nhân tạo đã làm cho các phi công con người gần như không cần thiết nữa. Ngày nay, trên mỗi chuyến bay, phi công chỉ tự lái trung bình từ 3,5 đến 7 phút. Đã có nhiều cuộc thảo luận về công nghệ tự hành sẽ khiến cho tài xế taxi và tài xế xe tải mất việc. Phi công cũng không ngoại lệ.

Tóm lại, an toàn là vấn đề cốt yếu đối với ô tô bay, và công nghệ không người lái sẽ là chìa khóa giải quyết vấn đề này. Vậy, những công ty nào đang nghiên cứu công nghệ không người lái?

Ba "người lính ngự lâm"

Vài năm trước, có 3 nhân vật ở Sillicon Valley ngày càng quan tâm đến ô tô bay. Họ đều bắt tay vào nghiên cứu công nghệ không người lái. Những người này đều có những chiếc ví căng phồng. Họ tiếp cận với những kỹ sư hàng đầu thế giới và họ là những người có lịch sử biến những ý tưởng không thể trở thành có thể. Đó là Travis Kalanick, Larry Page và Elon Musk – những người sáng lập Uber, Google và Tesla.

Tháng trước, Uber đã công bố một kế hoạch dài 98 trang giải thích tầm nhìn của hãng về ô tô bay. Trong bản kế hoạch này, Uber đề cập đến việc mở rộng kinh doanh bằng dịch vụ vận chuyển hàng không chia sẻ trong 10 năm tới.

Travis Kalanick, Larry Page và Elon Musk – những người sáng lập Uber, Google và Tesla.

Ngoài Uber, Lary Page của Google cũng rất hứng thú với ô tô bay. Trong những năm qua, ông đã bí mật đầu tư hơn 100 triệu USD vào hai công ty khởi nghiệp chế tạo xe bay là Zee.Aero và Kitty Hawk. Công ty Zee.Aero hiện đang thử nghiệm một phiên bản ô tô bay tại phi trường Hollister Municipal. Người dân nơi đây đã nhiều lần báo về việc nhìn thấy xe lạ cất cánh và hạ cánh. Kitty Hawk thì hoạt động bí mật hơn, nhưng thật thú vị khi biết rằng nó đang được điều hành bởi Sebastian Thrun là cựu giám đốc chương trình xe tự lái của Google.

Đối với Elon Musk, ông không hoàn toàn tin tưởng vào ô tô bay, không phải vì nó quá khó để thực hiện, mà ông nghĩ rằng có những cách hiệu quả hơn để di chuyển giữa các thành phố, chẳng hạn như sử dụng hệ thống giao thông tốc độ cao Hyperloop. Tuy nhiên, đối với các chuyến đi dài, Musk cho rằng máy bay điện là giải pháp vận chuyển tốt nhất. Trong nhiều cuộc phỏng vấn, ông nói rằng ý tưởng lớn tiếp theo của mình là một máy bay phản lực siêu âm chạy điện. Trên thực tế, ông đã có một bản thiết kế. Nếu không có công ty nào thực hiện, Elon Musk có thể sẽ thành lập một công ty mới để thực hiện dự án đó.

Dự án của 3 "người lính ngự lâm" nói trên đều có một điểm chung giống nhau nằm ở thiết kế. Đó đều là những phương tiện bay điện, có thể cất cánh và hạ cánh thẳng đứng.

VTOLs, hay Thiết bị bay dành cho con người

EHang 184, được giới thiệu tại triển lãm CES 2016 là một thiết bị bay thú vị.

Nhiều người đã tranh luận rằng những mẫu ô tô bay thử nghiệm từ trước đến nay là một sự kết hợp vụng về và tốn kém của một chiếc máy bay và một chiếc ô tô – kết quả là một phương tiện bay tồi tệ ra đời. Đó là do máy bay và ô tô có những cách thức sử dụng khác nhau, việc sáp nhập hai phương tiện sẽ cho ra kết quả lố bịch. Tốt nhất là chúng ta nên mua máy bay riêng và ô tô riêng.

Để giải quyết vấn đề này, đầu tiên chúng ta phải loại bỏ ý nghĩ rằng một chiếc ô tô bay phải giống ô tô hoặc giống máy bay. Con người thường có xu hướng áp đặt những cái cũ vào công nghệ mới. Các sản phẩm mang tính đột phá như ô tô bay cần có một cách tiếp cận thiết kế mới. Và VTOLs chính là cách tiếp cận đó.

VTOLs là viết tắt của cụm từ Vertical Take Off and Landing vehicles – nghĩa là phương tiện Cất và Hạ cánh Thẳng đứng. Nói ngắn gọn, công nghệ chế tạo drone (thiết bị bay) hiện nay sẽ được áp dụng cho nhân loại trong tương lai để tạo ra những phương tiện chở người bay được. Hãy quên đi cánh giống như máy bay và lốp giống như ô tô, chúng ta đang đề cập đến những thiết bị bay có thiết kế giống như drone Phantom do hãng DJI chế tạo.

Nếu như công nghệ không người lái là chìa khóa giúp ô tô bay trở nên an toàn, thì công nghệ drone sẽ là chìa khóa để làm cho ô tô bay trở nên đơn giản và sẵn sàng cho sản xuất hàng loạt.

Trở lại ý tưởng thiết kế cũ, nếu chúng ta gắn cánh máy bay lên ô tô, thì ngoài dáng vẻ ngớ ngẩn, đó còn là hàng loạt sai lầm trong thiết kế. Gắn cánh máy bay sẽ khiến cho ô tô phải cất cánh theo chiều ngang, không những nguy hiểm, cồng kềnh mà còn cần có nhiều đường băng. Bằng cách đổi sang thiết kế động cơ đẩy thẳng đứng, ô tô bay có thể đạt độ cao nhanh hơn, tiết kiệm rất nhiều năng lượng. Với thiết kế kiểu drone, chúng ta có thể bỏ đi các bộ phận dư thừa mà gây cồng kềnh như cánh chính, đuôi và cánh nâng. Kết quả là cho ra một thiết bị bay đơn giản, an toàn và dễ sản xuất đại trà.

Một phần quan trọng nữa trong thiết kế này là động cơ điện. Ngoài lợi ích bảo vệ môi trường, động cơ điện còn là lựa chọn hợp lý nhất cho VTOLs. Bởi vì nó không cần nhiều các bộ phận chuyển động, nên động cơ điện dễ chế tạo hơn động cơ đốt trong. Động cơ điện tiết kiệm năng lượng, dễ dàng duy trì, ít khi bị dừng đột ngột giữa chuyến bay và không phát nổ khi bị tác động. Động cơ điện cho phép tạo ra nhiều động cơ đẩy bất đồng bộ. Nếu một động cơ đẩy bị trục trặc, ngay lập tức các động cơ khác có thể điều chỉnh đề bù trừ và hạ cánh an toàn. Cuối cùng, động cơ điện chạy rất êm. Đây là yếu tố để phân biệt VTOLs với máy bay trực thăng. Trong dự án của mình, Uber ước tính rằng âm thanh phát ra trong quá trình cất cánh của VTOLs chỉ bằng với âm thanh nền trong thành phố. Còn khi bay, hầu như chúng ta sẽ không nghe được âm thanh gì.

Bay đi làm hàng ngày

Bạn đã bao giờ mơ rằng khi gặp tắc nghẽn giao thông, bạn bấm một nút màu đỏ và thế là chiếc xe của bạn bay lên không trung, bay trên đầu tất cả phương tiện khác? Loại bỏ tình trạng kẹt xe là ước mơ và lời hứa của ô tô bay.

Theo Jeff Holden, Giám đốc Dự án của Uber: "Giống như các tòa nhà chọc trời cho phép các thành phố sử dụng một cách hiệu quả diện tích đất đai chật hẹp, giao thông đô thị trên không sẽ giúp giảm bớt tình trạng kẹt xe trên mặt đất".

Giao thông thực sự là một gánh nặng cho xã hội. Tính riêng ở Mỹ, chi phí cho giao thông mỗi năm "ngốn" 124 tỷ USD. Một trong những nguyên nhân lớn nhất là thiếu cơ sở hạ tầng. Các đường cao tốc trong quá khứ không được thiết kế để gánh lưu lượng xe lớn như hiện tại. Với VTOLs, vấn đề này không còn đáng ngại nữa. Việc đưa VTOLs vào thực tiễn sẽ giúp giảm đi nhu cầu xây dựng thêm đường bộ, đường sắt, cầu và đường hầm. VTOLs mang lại tin vui cho môi trường, cũng như giúp chính phủ tiết kiệm hàng tỷ USD cho hạ tầng giao thông.

Loại bỏ tình trạng kẹt xe là ước mơ và lời hứa của ô tô bay.

Hơn nữa, không bị ràng buộc với cơ sở hạ tầng mặt đất có nghĩa là sẽ tiết kiệm được rất nhiều thời gian. Xe lửa, xe buýt và xe hơi chỉ có thể đi từ A đến B theo những con đường giới hạn và đôi khi không có hiệu quả bởi sự gián đoạn trong giao thông, chẳng hạn bị chắn ngang bởi các vụ tai nạn hoặc các công trình xây dựng. Ô tô bay có thể đi theo một đường thẳng, ở một khoảng cách ngắn nhất giữa điểm đi và điểm đến. Ngoài ra, có thể cất và hạ cánh theo chiều thẳng đứng là một lợi thế so với các máy bay hiện tại bởi bạn không phải phụ thuộc vào các sân bay và đường băng nữa. Chỉ cần ÍT hạ tầng, tiết kiệm được NHIỀU thời gian.

Trong báo cáo dự án của mình, Uber đã so sánh khoảng cách và thời gian di chuyển của xe hơi và VTOLs. Uber tin rằng VTOLs sẽ rẻ hơn nhiều so với việc sở hữu một chiếc xe hơi. Chẳng hạn nếu bạn lái xe từ San Francisco tới San Jose phải mất tới 2 giờ 12 phút, thì khi bay bằng VTOLs chỉ mất 15 phút và chi phí là 20 USD.

Con đường phía trước còn dài

Ô tô bay vẫn còn một chặng đường dài để đi vào thực tiễn. Trong dự án của mình, Uber đã nhấn mạnh những thách thức lớn cần phải vượt qua. Ở bước khởi đầu, cho dù ô tô bay không cần phi công, nó cũng cần có sự chấp thuận của Hiệp hội Hàng không Dân dụng, mà điều này cũng cần thời gian dài. Hơn nữa, vẫn còn đó những lo ngại về chi phí và an toàn, cũng như công nghệ pin chưa thực sự sẵn có. Ở báo cáo của mình, Uber cũng nêu ra các phương án giải quyết những trở ngại nêu trên để có thể áp dụng VTOLs trong 10 năm nữa.

Cho dù còn một chặng đường dài, nhưng trong tương lai chắc chắn con người sẽ được bay tự do như những chú chim trên bầu trời!

HT (theo khoahoc.tv)