Nasa yêu cầu những kỹ sư chế tạo máy bay hàng đầu thế giới giải quyết vấn đề nan giải nhất trong vận chuyển thương mại: làm cách nào có thể bay sạch hơn, ít tiếng ồn hơn và sử dụng ít nhiên liệu hơn. Những mẫu máy bay mà họ nghĩ ra có thể tạo nên một tiêu chuẩn mới cho máy bay trong hai thập niên tới.

Box Wing Jet

Máy bay chở khách thường tiêu thụ rất nhiều nhiên liệu. Một chiếc Boeing 747 đốt cháy khoảng 20 lít nhiên liệu cho mỗi dặm bay, và khi mà giá nhiên liệu tăng sẽ dẫn đến giá vé cũng sẽ tăng. Các kỹ sư ở Lockheed Martin đã phát triển mô hình máy bay có cánh hình hộp nhằm tìm ra cách thức mới để giảm việc tiêu thụ nhiên liệu mà không làm mất đi hình dạng cơ bản hiện tại của máy bay. Bằng cách sử dụng các vật liệu nhẹ được dùng để chế tạo các máy bay chiến đấu F-22 và F-35, họ đã thiết kế cánh máy bay có cấu hình vòng cung, thiết kế này sẽ làm tăng tỉ lệ lên thêm 16%, nhờ vậy, máy bay có thể bay xa hơn, sử dụng ít nhiên liệu hơn mà vẫn thích hợp với các sân bay.

Box Wing Jet

Họ cũng đã thay thế động cơ phản lực thông thường bằng hai động cơ phản lực mạnh hơn. Giống như tất cả các động cơ phản lực, chúng sẽ tạo ra lực đẩy bằng cách hút không khí qua một cánh quạt trên mặt trước của động cơ và đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu - không khí bên trong động cơ. Với cánh quạt lớn hơn 40% so với những cánh quạt được sử dụng hiện nay, động cơ của máy bay cánh hình hộp có tốc độ nhanh hơn nhiều lần so với tốc độ của động cơ hiện hành. Ở tốc độ dưới tốc độ âm thanh, thiết kế này tăng hiệu quả động cơ lên thêm 22%. Thêm vào đó, việc tăng cường tiết kiệm nhiên liệu giúp cho máy bay hoạt động hiệu quả hơn 50% so với các máy bay thông thường. Độ nâng cánh được tăng lên cũng cho phép phi công thực hiện hạ cánh dễ dàng hơn ở các khu vực đông dân. Những thay đổi này có thể làm giảm tiếng ồn và rút ngắn đoạn đường hạ cánh đến 50%.

Supersonic Green Machine

Thời đại đầu tiên của vận chuyển thương mại bằng máy bay siêu thanh kết thúc vào ngày 26 tháng 11 năm 2003, với chuyến bay cuối cùng của chiếc Concorde, một chiếc máy bay ồn ào, không hiệu quả và gây ô nhiễm môi trường cao. Thế nhưng, giấc mơ về một chuyến bay xuyên quốc gia trong vòng ba giờ vẫn còn đó, và trong năm 2010, các nhà thiết kế tại Lockheed Martin đã trình bày cỗ máy siêu âm xanh Mach 1,6. Động cơ của máy bay với chu kỳ biến đổi giúp nâng cao hiệu quả bay bằng cách chuyển sang chế độ phản lực thông thường trong quá trình cất cánh và hạ cánh. Buồng đốt được đặt vào động cơ làm giảm 75 % lượng khí oxit nitơ gây ô nhiễm. Phần đuôi máy bay hình chữ V ngược và động cơ ở vị trí dưới cánh máy bay gần như sẽ loại bỏ tiếng ồn động cơ, vốn là nguyên nhân dẫn đến một lệnh cấm các chuyến bay của chiếc Concorde.

Supersonic Green Machine

Với thiết kế làm giảm nhẹ tiếng ồn do sóng áp suất không khí kết hợp với các sóng xung kích lớn tạo ra, ông Peter Coen, điều tra viên chính cho các dự án siêu âm tại NASA cho biết: “Toàn bộ ý tưởng thiết kế làm giảm sự tiếng ồn là để kiểm soát sức mạnh, vị trí và sự tương tác của sóng xung kích”. Thay vì tạo ra tiếng ồn lớn, máy bay sẽ tạo ra một tiếng gầm giống như âm thanh phát ra từ một máy hút bụi.

SUGAR Volt

SUGAR Volt

Cách tốt nhất để tiết kiệm nhiên liệu máy bay phản lực là tắt động cơ khí đốt. Điều đó chỉ có thể thực hiện với một nguồn năng lượng thay thế, như pin và động cơ điện trong hệ thống động cơ đẩy của chiếc SUGAR Volt. Máy bay sẽ lấy năng lượng từ nhiên liệu máy bay phản lực và pin trong quá trình cất cánh, nhưng một khi bay cao, phi công có thể chuyển sang chế độ bay hoàn toàn bằng điện. Đồng thời, các kỹ sư Boeing đã xem xét lại động cơ đẩy và thiết kế cánh. Ông Marty Bradley, nhà nghiên cứu chính của dự án Boeing cho biết: “Bằng cách làm cho các cánh mỏng hơn và độ mở lớn hơn, bạn có thể tạo ra nhiều sức nâng hơn với lực đẩy ít hơn”. Hai cánh máy bay sẽ được gấp lại để phi công có thể hạ cánh ở các sân bay tiêu chuẩn. Cánh máy bay với sức nâng cao, hệ thống truyền động kết hợp xăng và điện; và động cơ mở hoạt động hiệu quả sẽ giúp cho SUGAR Volt hiệu quả hơn 55% so với máy bay thông thường. Chiếc máy bay sẽ giảm 60% lượng khí thải carbon oxit và 80% khí thải nitơ oxit.

Long Tiên
Theo popsci.com