Tham vọng của máy bay hydrogen đầu tiên trên thế giới

Thách thức lớn nhất của dự án trên là làm sao duy trì nhiên liệu hydrogen dưới dạng lỏng trong điều kiện nhiệt độ tiệm cận độ 0 tuyệt đối cho chuyến bay kéo dài ròng rã suốt 9 ngày, theo trang Interesting Engineer.

Nhu cầu về nhiên liệu thay thế

Trong bối cảnh ngành hàng không đang tìm cách giảm phát thải carbon, cuộc chạy đua tìm nhiên liệu thay thế đang diễn ra, và hydrogen hiện là ứng viên sáng giá hàng đầu.

Để chứng minh tiềm năng của hydrogen, một đội ngũ ở Les Sables-d'Olonne (Pháp) bắt tay chế tạo máy bay đặc biệt có tên Climate Impulse. Mục tiêu của họ là đưa Climate Impulse trở thành máy bay hydrogen đầu tiên trên thế giới.

Dẫn đầu đội ngũ là nhà thám hiểm người Thụy Sĩ Bertrand Piccard, cựu thành viên của nhóm Solar Impulse với máy bay đầu tiên chu du toàn cầu bằng năng lượng mặt trời trong năm 2015 và 2016. Ông Piccard tự tin dự án đang triển khai có thể trở thành chất xúc tác quan trọng cho ngành hàng không trên toàn thế giới.

"Nhiều ý kiến cho rằng con người vô phương loại trừ carbon trong ngành hàng không. Climate Impulse chính là lời kêu gọi của tôi chống lại chủ nghĩa thất bại và tất cả những người nói là chúng ta không có giải pháp", Đài CNBC dẫn lời ông Piccard. Theo ông, có nhiều giải pháp, nhưng hy vọng chỉ có thể đến với con người nếu chúng ta hành động.

Tất nhiên, việc chuyển sang hydrogen không hề đơn giản như kiểu chỉ cần thay nhiên liệu cho động cơ máy bay. Một trong các thách thức khó giải quyết về khía cạnh thiết kế chính là làm sao giữ được hydrogen dưới dạng lỏng ở gần độ 0 tuyệt đối.

Vậy thì tại sao đội ngũ Climate Impulse lại quyết định chọn nhiên liệu hydrogen cho dự án đầy khó khăn như thế?

"Nếu muốn hoàn toàn khử carbon trong nhiên liệu, bạn có thể chuyển sang năng lượng mặt trời, nhưng loại năng lượng này không phù hợp trong trường hợp của ngành hàng không thương mại", ông Piccard giải thích.

"Nếu máy bay cỡ lớn, pin sử dụng cũng cần phải lớn, và một phần năng lượng máy bay sẽ bị hao phí cho việc chở theo khối lượng pin nặng nề. Vì thế việc chuyển sang hydrogen khả thi hơn", theo nhà thám hiểm Thụy Sĩ.

Thiết kế đặc biệt

Dự án được mô tả là một cuộc phiêu lưu của hành động khí hậu nhằm khôi phục niềm tin của con người về những giải pháp công nghệ vì lợi ích chung của con người. Trên hết, đây là nỗ lực nhằm chứng minh hydrogen là nguồn nhiên liệu tiềm năng và bền vững cho ngành hàng không dân dụng.

Để đạt được mục tiêu trên, đội ngũ của ông Piccard vận dụng những đặc điểm kỹ thuật độc đáo trong khâu thiết kế máy bay. Kết quả là hình ảnh khái niệm của Climate Impulse đại diện cho sự tách biệt với kiểu mẫu máy bay truyền thống.

"Chiếc máy bay này về cơ bản sẽ được chế tạo xung quanh các bồn chứa hydrogen", ông Piccard chỉ ra.

Thiết kế đặc trưng của máy bay bao gồm buồng lái trung tâm cỡ nhỏ cho phi công, bên sườn là hai bồn lớn chứa hydrogen lỏng. Một cánh đơn, kích thước mỏng, kéo dài, cho phép kết nối các bộ phận này. Mỗi bồn có cánh quạt gắn phía trước và một cái đuôi, hỗ trợ lực đẩy và duy trì cân bằng.

"Thách thức kỹ thuật lớn mà đội ngũ đang phải đối mặt là chế tạo máy bay xung quanh 2 bồn chứa hydrogen lỏng và phải được duy trì ở nhiệt độ -253 độ C, cung cấp năng lượng cho các động cơ điện thông qua các tế bào điện hóa", Interesting Engineer dẫn lời giải thích của ông Raphaël Dinelli, người phụ trách thiết kế và chế tạo Climate Impulse.

Giải pháp được áp dụng là tạo ra các bồn nhiệt mang tính cách mạng hóa, cho phép duy trì nhiên liệu ở trạng thái lỏng trong suốt chuyến bay.

Việc chế tạo Climate Impulse hầu hết phụ thuộc vào các dạng vật liệu hiện đại và công nghệ mới. Vì thế, dự án hợp tác với Syensqo (công ty đa quốc gia trụ sở ở Bỉ) để phát triển những hệ thống phù hợp cho dòng máy bay mới.

Dự án đặt mục tiêu thực hiện chuyến bay vòng quanh thế giới vào năm 2028, với giai đoạn thử nghiệm bắt đầu từ năm 2026.