"Đôi cánh thiên thần"

13:14 13/06/2021
Liệu trực thăng đứng có bất kỳ giá trị khoa học - kỹ thuật nào hay không? Cũng như biết bao nhiêu phát minh khác trong lịch sử, trực thăng đứng là một "nấc thang" trên con đường dẫn đến thành công.

Sự phổ biến của trực thăng nhiều khi khiến người ta quên mất chúng chỉ mới xuất hiện vào giữa thế kỷ trước mà thôi. Nhà thiết kế người Mỹ gốc Nga Igor Sikorsky phải tốn một thời gian dài nghiên cứu mới chế tạo được chiếc Vought-Sikorsky VS-300, mẫu trực thăng thực sự đầu tiên vào năm 1939 của thế kỷ trước. Ba năm sau đó, chiếc trực thăng Sikorsky R-4 do công ty máy bay của Igor Sikorsky được xuất xưởng. 

Vào thời điểm đó nhiều kỹ sư, nhà sáng chế còn không thực sự nắm chắc khái niệm và các nguyên lý hoạt động của trực thăng. Biết bao nhiêu ý tưởng có phần "kỳ dị" mới có thể xuất hiện trong hoàn cảnh như vậy, đơn cử như trực thăng đứng, "giấc mơ" mà con người tiếp tục theo đuổi cho đến tận hôm nay.

Lái trực thăng khó hơn rất nhiều so với lái máy bay thông thường. Nói theo cách đơn giản, máy bay bình thường có cánh cứng để lợi dụng lực đẩy của không khí mà bay lên. Phi công chỉ cần điều chỉnh góc độ của cánh liệng, cánh tà và các cánh lái để đối phó với sự thay đổi trong hướng gió, sức gió,… 

Trực thăng sử dụng cánh quạt quay để tạo luồng không khí đẩy máy bay lên. Một bộ phận chuyển động (cánh quạt trực thăng) luôn tạo ra sự thiếu ổn định nhiều hơn một bộ phận đứng im (cánh cứng máy bay). Chỉ cần đầu trực thăng hơi nhích xuống một chút thôi cũng có thể gây ra sự rối loạn trong dòng khí nâng máy bay lên. Phi công trực thăng luôn phải "căng não" điều chỉnh phương tiện trong khi bay kẻo xảy ra sự cố.

Trực thăng đứng đã là một giấc mơ của ngành hàng không từ hàng chục năm nay.

Nói vậy nhưng trực thăng cũng có những lợi thế riêng của nó. Trực thăng có thể bay lên hạ xuống ở bất kỳ nơi đâu và chỉ cần có một khoảng không gian chỉ rộng hơn phương tiện một chút. Trừ một số loại máy bay phản lực đặc biệt, máy bay phải có đường băng đủ dài mới có thể cất cánh, hạ cánh. 

Mặt khác, trực thăng có thể dừng lại giữa trời rồi thay đổi độ cao hay hướng bay, khác với máy bay phải liên tục di chuyển nếu không muốn bị rơi. Trực thăng vì thế có khả năng đi đến bất kỳ nơi đâu cho dù nó có ở giữa đô thị đông đúc hay vùng núi hiểm trở.

Trực thăng đứng từng được coi là biện pháp tốt nhất để vừa phát huy thế mạnh, vừa khắc phục khuyết điểm của loại phương tiện này. "Trực thăng đứng" về cơ bản giống như một cái bục có gắn cánh quạt ở phía dưới. 

Cách bố trí này khiến cho dòng không khí đẩy máy bay lên có phần cân bằng hơn với phương tiện cũng giống như con sóng nâng tấm ván lướt lên, vì vậy mà yêu cầu phi công ít khắt khe hơn, việc đào tạo người lái mới được đơn giản hoá. Trực thăng đứng cũng nhỏ gọn hơn trực thăng thông thường nhiều, khiến tính cơ động lại càng tăng lên.

Một bức ảnh hiếm hoi về chiếc Williams X-Jet trong khi bay.

Giấc mơ và hiện thực

Khái niệm trực thăng đứng là sáng tạo của Charles H. Zimmerman, một kỹ sư máy bay thuộc Ủy ban Cố vấn quốc gia Mỹ về Công nghệ Hàng không vào đầu thập niên 1950. Nhiều công ty máy bay Mỹ ngay sau đó bắt tay vào chế tạo mẫu trực thăng đứng của riêng mình. 

Công ty de Lackner cho ra lò mẫu HZ-1 Aerocycle có thể hạ cánh xuống cả mặt nước. Từ năm 1954 đến 1956, Lục quân Mỹ tiến hành một loạt thử nghiệm với mẫu trực thăng này. Sau nhiều cuộc bay thử thành công, chiếc trực thăng đột nhiên rơi xuống trong khi hoạt động. Kế hoạch đưa mẫu HZ-1 vào phục vụ trong biên chế chính thức vì thế cũng bị bỏ dỡ.

Trong khi Lục quân còn mải mê với chiếc HZ-1 Aerocycle thì Hải quân Mỹ lại hợp tác với Công ty Hiller Aircraft để phát triển mẫu Hiller VZ-1 Pawnee. Về thiết kế, chiếc VZ-1 có phần nhỏ gọn hơn mẫu HZ-1, nhưng lại chở được khối lượng ít hơn. 

Kết quả thử nghiệm ban đầu có phần khả quan đã thuyết phục Hải quân đặt hàng ba chiếc và Lục quân Mỹ đặt hàng tám chiếc VZ-1. Vậy nhưng cũng như HZ-1, VZ-1 chịu phải số phận bị "xếp xó" và chìm vào quên lãng.

Chiếc VZ-1 Pawnee trong viện bảo tàng.

Tại sao trực thăng đứng lại không nhận được sự đón nhận của giới tướng lĩnh quân sự? Điều này có nhiều lý do. Thứ nhất, trực thăng đứng tuy dễ lái, dễ học hơn trực thăng thường nhưng cũng không phải là quá dễ như người ta tưởng. Phi công vẫn phải có kiến thức tốt về khí động học, cơ khí, v.v… mới vận hành trực thăng an toàn được. 

Thứ hai, khối lượng trực thăng đứng chở được thấp hơn nhiều so với trực thăng thông thường, thậm chí ngay cả một khẩu súng máy 50 li cũng khó mang được. Đấy là chưa kể việc vận hành súng máy trên trực thăng đứng có thể khiến phương tiện mất cân bằng, người lái mất kiểm soát, dẫn đến trực thăng rơi. 

Nhiệm vụ duy nhất mà trực thăng đứng đảm nhận tốt là do thám, nhưng như thế thì trực thăng thường hay thậm chí là bộ binh cũng thực hiện được một cách dễ dàng.

Không từ bỏ giấc mơ

Sau khi nhận ra tính thiếu thực tế của trực thăng đứng, liệu các nhà sáng chế có từ bỏ giấc mơ này hay không? Câu trả lời là: Không. Họ tiến thêm một bước nữa bằng cách thay cánh quạt trực thăng bằng động cơ phản lực. Chiếc Williams X-Jet chạy bằng động cơ phản lực được Tập đoàn Williams International giới thiệu trước công chúng vào năm 1969. 

Trên giấy tờ chiếc X-Jet có vẻ rất hiện đại so với đương thời - có thể bay từ 30 đến 45 phút với trần bay 3.000m và tốc độ tối đa 96 km/h. Williams International liên tục cải tiến chiếc X-Jet trong nhiều năm liền, nhưng vẫn không tìm được người mua. Ngày nay chiếc máy bay có một không hai này được trưng bày tại Bảo tàng Hàng không ở thành phố Seattle, Mỹ.

Hoàn toàn có khả năng Quân đội Mỹ sẽ đưa máy bay đứng vào biên chế trong tương lai gần.

Gần đây có dự án Individual Aerial Mobility System (IAMS) được quân đội Mỹ hợp tác với công ty Zapata để triển khai. Zapata là một công ty do nhà sáng chế Flyboard (một loại thiết bị giúp người dùng bay lên nhờ phản lực của nước) Frank Zapata lập nên.

Vào năm 2016, Zapata cho trình làng chiếc máy bay đứng Flyboard Air chạy bằng động cơ phản lực. Hơn một năm sau đó, quân đội Mỹ đưa chiếc Fly-EZ dựa trên nguyên mẫu Flyboard Air vào thử nghiệm. Theo Zapata, kích thước chiếc Fly-EZ nhỏ gọn, lại ít gây tiếng ồn nên rất thích hợp với việc đưa lính đặc nhiệm thâm nhập vào lãnh địa của kẻ thù. Hiện nay các nhà quan sát đang nóng lòng chờ kết quả từ IAMS được công bố rộng rãi.

Liệu trực thăng đứng có bất kỳ giá trị khoa học - kỹ thuật nào hay không? Cũng như biết bao nhiêu phát minh khác trong lịch sử, trực thăng đứng là một "nấc thang" trên con đường dẫn đến thành công. Việc phát triển trực thăng đứng đã giúp các nhà khoa học và kỹ sư có thêm nhiều hiểu biết về khí động học, công thái học,… 

Đây đều là những kiến thức sẽ được sử dụng rất nhiều trong thế giới hiện đại. Mặt khác trực thăng đứng vẫn tồn tại dưới một dạng nào đấy nhờ vào chiếc Williams X-Jet hay Fly-EZ. Vì thế thật khó để chúng ta kết luận rằng trực thăng đứng là một phát minh thất bại.

Công Vũ (tổng hợp)