NASA đang phát triển một loại máy bay X mới mang tính đột phá và sáng tạo của ngành Hàng không. Họ sẽ tận dụng luồng khí chạy dọc theo thân máy bay để tăng tốc độ và giảm lượng nhiên liệu tiêu thụ.
Máy bay này được NASA gọi là STARC-ABL (Single-aisle Turboelectric AiRCraft with an Aft Boundary-Layer). Ý tưởng này giúp NASA nghiên cứu các máy bay thế hệ mới bao gồm các máy bay thương mại, máy bay phản lực siêu âm chống ồn, các máy bay có thiết kế cánh mềm và hệ thống động cơ mới hiệu quả hơn.
Máy bay STARC-ABL của NASA. Nguồn: Machine Design
Những nghiên cứu ban đầu về STARC-ABL được phát triển bởi Jim Felder và Jason Welstead hiện đang làm việc tại Trung tâm nghiên cứu Glenn thuộc Cleveland. Cấu trúc động cơ phản lực tiên tiến sẽ được tích hợp cùng động cơ cánh quạt có tên gọi BLI. BLI hút khí nằm dọc biên bên ngoài thân máy bay sẽ giúp giảm chi phí về nhiên liệu.
Động cơ quạt gió BLI Được sử dụng cho STARC-ABL. Nguồn: Articles – SAE International
Ở các máy bay thông thường, phần biên là một lớp không khí chuyển động chậm, bám và chạy dọc theo thân máy bay như một bọc kén. Mặc dù điều này giúp giảm ma sát cho máy bay, nhưng khi nó chạy ra phía sau, lớp không khí này sẽ cuộn trở lại gây ra các hiện tượng nhiễu loạn.
Máy bay kiểu mới STARC-ABL sử dụng động cơ BLI là một quạt gió khổng lồ đặt gần phần đuôi của thân máy bay. Khi lớp không khí dọc thân chảy ngược lại, quạt gió này sẽ hút và tập trung vào một bình dưới dạng khí nén. Sau đó chúng được đẩy ra ngoài biến nó thành lực đẩy mới cho máy bay. Đồng thời quá trình này giúp không khí đi ra phía sau ổn định hơn so với các máy bay trước đó. Đây là một ý tưởng rất độc đáo, nguyên lý làm việc rất đơn giản nhưng mang lại hiệu quả cao.
Nguyên lý hoạt động của STARC-ABL. Nguồn: NASA Glenn Research Center
Điện của các hệ thống trên máy bay sẽ cung cấp nguồn cho các cánh quạt của BLI. Chẳng hạn như trên máy bay 737 có hai động cơ nhỏ hơn, chúng không chỉ tạo ra lực đẩy cho máy bay mà còn cung cấp khoảng 3 MW điện cho BLI. Với thiết kế BLI mới nó sẽ bổ sung thêm 20% công suất khi máy bay cất cánh và đến 45% khi bay hành trình. Nhưng do phải bổ sung thêm nguồn điện và thiết bị cho BLI, NASA ước tính động cơ này sẽ giúp các máy bay mới của họ hoạt động hiệu quả hơn 10%.
Nguồn: Aviation Week
Hiện tại NASA đang tích cực làm việc nhằm tạo ra đặc tính khí động học tốt nhất cho STARC-ABL. Đồng thời tối ưu hóa động cơ, trọng lượng của nó cùng các yêu cầu về an toàn trong quá trình khai thác sử dụng. Theo kế hoạch nguyên mẫu STARC-ABL sẽ được kiểm tra thử nghiệm ban đầu tại trung tâm điện tử hàng không ở Ohio.
Ảnh minh họa. Nguồn: Latest Science News
Dù vậy,  máy bay X chỉ là một phần trong chương trình nghiên cứu lâu dài của NASA để đưa ra các mẫu máy bay tiên tiến thế hệ tiếp theo. Các động cơ lai giữa phản lực với điện, giữa phản lực với cánh quạt có thể hoạt động bền bỉ hơn, sử dụng ít nhiên liệu hơn. Một điều đặc biệt nữa là các động cơ này sẽ tạo ra tiếng ồn ít hơn và khí thải ít hơn, giúp bảo vệ sức khỏe hành khách và môi trường xung quanh.
Video:

Sơn Tùng