Từ phi cơ bay êm ru đến hàng không cá nhân. Những dự án đáng ngạc nhiên ở Nga

Trong thành phần của Viện Hàn lâm Khoa học LB Nga có một cơ sở then chốt là Viện Khí động lực học Trung ương (TsAGI), cơ sở nghiên cứu-ứng nghiệm mang tên Giáo sư Nikolai Zhukovsky (1847-1921) sáng lập gia của ngành khoa học hàng không Nga và thế giới.

Qua hơn 100 năm thành lập và phục vụ, TsAGI không chỉ đảm bảo vận hành máy bay an toàn mà còn thúc đẩy ngành hàng không phát triển tiến lên phía trước.

Trong cuộc đàm đạo với ông Kirill Sypalo CEO của TsAGI, Viện sĩ Thông tấn của Viện Hàn lâm Khoa học Nga, phóng viên tạp chí "Khoa học Nga" đã tìm hiểu về công việc mà các nhà khoa học ở TsAGI đang tiến hành hôm nay cũng như những gì có thể diễn ra với ngành hàng không trong tương lai.

"Nhiệm vụ của chúng tôi là tạo ra nền tảng khoa học làm cơ sở cho ngành hàng không-tên lửa-vũ trụ hiện đại; phát triển các phương pháp và tiến hành thử nghiệm để đảm bảo an toàn và đặc tính hiệu suất cao của kỹ thuật hàng không, phát triển những phương pháp số mới cho cùng mục đích. Cách này hay cách khác tất cả các khí cụ bay đều đi qua TsAGI của chúng tôi", ông Kirill Sypalo thông báo.

TsAGI đang thử nghiệm máy bay hạng nhẹ mới cho các khu vực xa xôi của miền Bắc

© Ảnh : Central Aerohydrodynamic Institute

Ba phương hướng cơ bản tại TsAGI

Viện sĩ Thông tấn Kirill Sypalo đã nói về ba phương hướng công tác chính của TsAGI.

Đầu tiên là khí động học và thủy động lực học. Nó cung cấp lối tiếp cận khoa học khoa học gắn với nghiên cứu vật lý khí quyển, các quá trình động lực học chất lỏng và khí gas.

Thứ hai là sức bền kết cấu, công việc quan trọng nhất xét từ góc độ thực tiễn.

"Khi đi máy bay, tất cả chúng ta đều muốn được tin chắc về độ an toàn của phương tiện và sẽ không có chuyện gì xảy ra với chuyến bay. Ở đây, có thể nêu bật cả loạt các thử nghiệm, tính toán, kết luận trong lĩnh vực tĩnh, động, nhiệt và quan trọng nhất là sức bền mỏi, đảm bảo tuổi thọ dự trữ cần thiết của kết cấu máy bay", ông Kirill Sypalo lưu ý.

Phương hướng thứ ba là động lực bay trực tiếp. Nhiệm vụ là đảm bảo an toàn cho máy bay dưới góc độ "hành vi" của nó trong không trung. Suốt chặng dài hơn 100 năm qua, phương hướng này đã xuất hiện những bổ sung. Trước hết là âm thanh hàng không.

"Hiện nay vấn đề tác động đến môi trường, trong đó có tác động về âm thanh, thường được đặt lên hàng đầu, đặc biệt là khi vận hành máy bay trong điều kiện của những đô thị lớn. Vấn đề chuyến bay ban đêm đã thành một trong những thách thức nghiêm trọng vì vào khoảng thời gian đó khí cụ bay không nên làm ảnh hưởng đến sự nghỉ ngơi thoải mái của cư dân. Câu hỏi này hiện đang trở thành một trong những yêu cầu quan trọng nhất để vận tải hàng không đi vào cuộc sống thường nhật của chúng ta dưới hình thức vận tải cá nhân", CEO của TsAGI giải thích.

Máy bay «Sukhoi-Superjet»

© Sputnik / Ilya Naymushin

Các dự án tại TsAGI thu hút quan tâm đặc biệt

Theo lời ông Kirill Sypalo, TsAGI hiện đã thành công thực thi hàng loạt dự án thú vị về chế tạo các máy bay trình diễn của tuyến chính và khu vực, trong đó có những máy bay với hệ thống phân tán (loại trạm điện lực, trong đó lực đẩy được tạo ra bởi một số động cơ, ví dụ như cánh quạt, mà động cơ có thể chỉ một, thuộc bất kỳ loại nào) và trạm điện hybrid.

"Đứa con tinh thần yêu quý từ lâu của chúng tôi là dự án trình diễn máy bay siêu thanh. Chúng tôi đang tạo ra loạt dự án dành của cả gia đình khí cụ bay trình diễn như cánh quạt quay và những sơ đồ thiết kế mới đầy triển vọng. Các thiết bị này có vận tốc cao, không người lái, nhưng đơn giản và rẻ tiền, sau này có thể dùng dưới dạng phương tiện hàng không mới là taxi bay".

"Ngoài ra còn cả loạt công việc mà theo truyền thống chúng tôi thường thực hiện cùng với ngành công nghiệp hàng không. Đó là phát triển và hoàn thiện tinh chỉnh máy bay. Cập nhật mẫu "Sukhoi-Superjet" khu vực, phi cơ tầm trung MS-21, những máy bay vận tải mới. Nói chung bây giờ đang có rất nhiều công việc mới thú vị. Rất khó để dừng ở một dự án cụ thể nào", CEO TsAGI cho biết

Máy bay «Sukhoi-Superjet»

© Sputnik / Ilya Naymushin

/

Chuyển đến kho ảnh

Ứng dụng AI trong khoa học hàng không

Theo lời Viện sĩ Thông tấn Kirill Sypalo, toàn bộ lịch sử chế tạo hệ thống lái tự động và điều khiển máy bay tương ứng luôn gắn kết chính với những công nghệ "thông minh", "trí tuệ". Và hôm nay tiến trình này đang được tiếp nối.

"Các thuật toán điều khiển thích ứng mới liên tục được cập nhật, phát triển và chúng tôi sử dụng rộng rãi trên máy bay dân dụng hiện đại, chưa kể đến máy bay quân sự. Chúng tôi triển khai trí tuệ nhân tạo AI, thử, xem xét và so sánh nó với kết quả nhận được bằng những phương pháp khác hoặc là trong thử nghiệm chuyến bay thực tế", ông Kirill Sypalo lưu ý.

Tuy nhiên, cũng theo CEO của TsAGI, không thể chỉ dựa vào trí tuệ nhân tạo. Và đây là lý do tại sao:

"Trong phần lớn các trường hợp, khi nói về công nghệ trí tuệ nhân tạo, người ta thường hàm ý đến cái gọi là "mạng lưới thần kinh", đơn giản là một phép tính gần đúng (tức là đơn giản hóa và lấy trung bình) của lượng lớn dữ liệu với những dự đoán nào đó. Ở đây chúng ta không phải lúc nào cũng có thể biết sẽ nhận được kết quả ra sao. Vì vậy, việc áp dụng những phương pháp này trong các ngành liên quan đến đời sống con người đòi hỏi phải hết sức thận trọng".

Máy bay MC-21

© Ảnh : IRKUT Corporation

Tương lai của công nghệ hàng không

Theo quan điểm của CEO TsAGI, khoa học hàng không hiện đại nhìn chung có hàng loạt hướng thú vị cuối cùng sẽ dẫn đến thay đổi nghiêm túc trong công nghệ máy bay.

"Trước hết, đây là những loại nhiên liệu và hiệu suất kinh tế của động cơ mới. Có khả năng di chuyển trong không gian với vận tốc cao nhưng với chi phí thấp hơn chủ yếu gắn với động cơ và động cơ đẩy tạo năng lượng thu được khi sử dụng nhiên liệu. Tuy nhiên, trong tương lai gần hẳn là chưa thích ứng được, vì sức cản của khí quyển vẫn còn đó và không cách nào tránh khỏi", - chuyên gia nói.

Phương hướng thứ hai là những vật liệu mới, mà theo thời gian sẽ giúp chúng ta giải quyết vấn đề sự hoàn thiện trọng lượng. Bởi hiện nay khoảng một nửa tổng trọng lượng của chiếc máy bay đang trong chuyến bay trên thực tế là trọng lượng của chính chiếc máy bay đó. Một số sáng chế đã được thực hiện ở đây.

"Thứ ba – là các khí cụ bay robot toàn bộ tự động, sẽ cho phép cảm nhận bản thân hệ thống vận tải đường không theo cách hoàn toàn khác. Qua thời gian, sự kỳ ảo của những bộ phim như kiểu "Yếu tố thứ năm" (The Fifth Element) hay "Chiến tranh giữa các vì sao" (Star Wars), nơi không gian tràn ngập các máy bay tự hành, sẽ trở thành hiện thực. Một ngày nào đó sẽ diễn ra sự chuyển đổi từ mặt phẳng chuyển động hai chiều, nơi chúng ta vẫn đang ở hiện nay, sang "không gian ba chiều",ông Kirill Sypalo CEO TsAGI vững tin như vậy.