Cánh máy bay truyền thống thường có cấu trúc rắn chắc, dày và khó thay đổi hình dạng. Tuy nhiên, một nhóm các nhà nghiên cứu dẫn đầu bởi Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Quốc gia (NASA) của Mỹ đã phát triển thành công mẫu thiết kế cánh máy bay có khả năng "biến hình" khi đang bay. Thiết kế cánh máy bay thế hệ mới được cấu tạo bởi hàng nghìn đơn vị vật liệu ghép với nhau, với sải cánh khoảng 4 m, theo CNN. Ảnh: NASA.
Nick Cramer, kỹ sư của NASA, cho biết thiết kế này cho phép máy bay hoạt động tương tự như cánh chim. "Các thiết bị sẽ khóa chặt khớp liên kết giữa các đơn vị vật liệu khi máy bay lướt trên không. Cánh được điều chỉnh đến hình thái tối ưu khi bay. Khi cần thay đổi di chuyển đột ngột, các khóa khớp sẽ được mở", Cramer cho biết. Ảnh: NASA.
Hệ thống điều khiển cánh máy bay cũng có thể được lập trình sẵn. Những liên kết bên trong cánh máy bay có thể thay đổi hình dạng tự động trong từng giai đoạn khác nhau của quá trình bay, đảm bảo tương thích với sự thay đổi khí động học và tối ưu hóa di chuyển. Ảnh: NASA.
Các đơn vị cấu tạo cánh máy bay làm bằng sợi polyetherimide được gia cố, in 3-D thành một khối đa diện sau đó gắn kết với nhau. Ảnh: NASA.
Nhóm nghiên cứu gồm các chuyên gia hàng đầu từ NASA và Viện Công nghệ Massachusetts (MIT). Nhóm cho rằng thiết kế này có thể dẫn đến những tác động đáng kể đối với việc chế tạo và bảo dưỡng máy bay trong tương lai. Ảnh: NASA.
Kennethh Cheung, nhà khoa học tại Trung tâm Nghiên cứu Ames của NASA, cho biết việc chế tạo cánh máy bay bình thường tốn rất nhiều công đoạn và thời gian, đơn cử như quá trình sản xuất máy bay Boeing 787 Dreamliner và Airbus A380. Những thành phần cấu tạo của máy bay cần được sản xuất bên ngoài, trong những nhà máy lớn trước khi được tập hợp để lắp ráp. Ảnh: Ames NASA.
"Theo cách truyền thống, bạn sẽ cần một nhà máy lớn hơn thứ mà bạn muốn chế tạo cho quá trình sản xuất. Nhưng với dự án này, cách những đơn vị nhỏ lắp ráp thành cánh máy bay sẽ cho phép bạn dự đoán gần như chính xác hình dạng cánh máy bay chỉ cần dựa trên số lượng các khối bạn sẽ lắp ghép", Cheung mô tả. Ảnh: NASA.
Kiểu cánh lắp ghép này còn có trọng lượng siêu nhẹ, có thể được "đóng gói" và dễ dàng vận chuyển. "Thiết kế này rất phù hợp để phóng thiết bị vào quỹ đạo Trái Đất sau đó lắp ghép thành một cấu trúc lớn hơn. Cách ứng dụng này rất thú vị và chúng tôi đang nghiên cứu thêm về dây chuyền lắp ráp ngoài không gian", Cramer cho biết. Trong ảnh, phiên bản thử nghiệm cỡ nhỏ với sải cánh 1 m được chế tạo vào năm 2016. Ảnh: NASA.
Dù viễn cảnh máy bay rẻ hơn và cơ động hơn là rất hấp dẫn đối với ngành công nghiệp hàng không, vẫn còn nhiều rào cản cần được giải quyết trước khi mẫu thiết kế "cánh chim" này được thương mại hóa. Thách thức lớn nhất là tích hợp loại vật liệu mới vào hệ thống hiện nay, điều sẽ làm thay đổi hoàn toàn cách tiếp cận truyền thống trong thiết kế máy bay. Việc này sẽ đòi hỏi nhiều thời gian, nghiên cứu và tiền bạc. Ảnh: MIT.
NASA đang theo đuổi nhiều ý tưởng về cánh máy bay có khả năng thay đổi trạng thái ngay khi đang bay, trong đó có dự án Cánh máy bay Thích nghi Tùy biến (SAW). Năm 2018, NASA đã cho thử nghiệm máy bay không người lái Ptera thuộc dự án này, sử dụng vật liệu có khả năng "ghi nhớ" hình dạng. Máy bay có khả năng lật cánh từ 0 - 70 độ khi đang bay. Ảnh: NASA.
Những vật liệu có khả năng thay đổi hình dạng được đánh giá là tương lai của ngành công nghiệp hàng không. Các thiết kế này sẽ giúp máy bay điều chỉnh cánh khi cất cánh hoặc hạ cánh, giảm lực cản và tối ưu hóa năng lượng sử dụng. Trong ảnh, chuyên gia Othmane Benafan, làm việc tại Trung tâm Nghiên cứu Glenn thuộc NASA, đánh giá mẫu thiết kế một bộ phận của F-18 được chế tạo bằng vật liệu mới. Ảnh: NASA.
