Máy bay X-65: ‘Bóng ma’ thay đổi cuộc chơi không người lái

DARPA đang tiến gần hơn tới thế hệ máy bay tương lai khi mẫu X-65 – một dòng máy bay thử nghiệm không người lái – dần hoàn thiện tại cơ sở của Aurora Flight Sciences ở Bridgeport, bang West Virginia, Mỹ. Thân máy bay đã được lắp ráp và hiện chờ gắn cánh dạng kim cương đầy khác biệt.

Với những đường nét sắc cạnh và hình dáng gần như “phi thực”, X-65 thu hút sự chú ý ngay từ cái nhìn đầu tiên.

Tuy nhiên, điều khiến chương trình này mang tính cách mạng lại nằm ở mục tiêu táo bạo: loại bỏ hoàn toàn các bề mặt điều khiển truyền thống bằng cách sử dụng các luồng khí áp lực cao – một phương thức có thể làm thay đổi cách máy bay vận hành trong tương lai.

Lật lại chuẩn mực điều khiển bay truyền thống

X-65 nằm trong chương trình CRANE (Control of Revolutionary Aircraft with Novel Effectors) của DARPA – một dự án hướng tới việc loại bỏ danh sách dài các bộ phận vốn quen thuộc trên mọi máy bay: cánh liệng, cánh tà, bánh lái phương hướng, bánh lái độ cao, và các bề mặt chuyển động khác.

Những bộ phận này dù rất quan trọng trong thiết kế máy bay hiện đại, nhưng cũng đi kèm nhiều nhược điểm: tăng trọng lượng; làm cấu trúc phức tạp hơn; đội chi phí sản xuất và bảo dưỡng; tạo lực cản do khe hở và bản lề, ảnh hưởng đến hiệu suất bay.

Thay vì các chi tiết cơ khí, X-65 ứng dụng hệ thống điều khiển dòng khí chủ động (AFC). Trên cánh và phần đuôi lắp tổng cộng 14 vòi phun nhỏ, thổi ra các luồng khí có kiểm soát, đóng vai trò như những bề mặt điều khiển “ảo”.

Thông qua việc điều chỉnh luồng khí ở các vị trí xác định, AFC có thể: tạo lực nâng chênh lệch để máy bay lăn nghiêng; điều khiển độ chúi bằng thay đổi dòng khí phía sau; đổi hướng bằng tác động lên luồng khí ở bề mặt thẳng đứng; tăng lực nâng ở mép trước cánh; đặc biệt, giảm khả năng bị radar phát hiện nhờ loại bỏ hoàn toàn những bộ phận bên ngoài dễ phản xạ tín hiệu.

Vì sao X-65 chọn cánh dạng kim cương?

Một trong những điểm ấn tượng nhất trên X-65 là cánh dạng kim cương với các đường thẳng và góc nhọn. Thiết kế này không chỉ phục vụ thẩm mỹ mà còn lý tưởng cho các thử nghiệm AFC.

Cánh kim cương có đặc tính tạo ra nhiều dạng dòng khí phức tạp và dễ xảy ra hiện tượng tách dòng. Điều này giúp AFC phát huy thế mạnh, khi hệ thống có thể “bắt” và điều khiển các dòng khí bất ổn để tạo ra những “bề mặt điều khiển vô hình”.

Dù mục tiêu cuối cùng là vận hành hoàn toàn bằng AFC, X-65 vẫn sẽ sử dụng cánh lái truyền thống trong các chuyến bay ban đầu. DARPA gọi chúng là “bánh xe tập” – nhằm: tăng độ an toàn ở giai đoạn đầu; thiết lập đường cơ sở hiệu suất để so sánh; đảm bảo quá trình chuyển đổi sang điều khiển bằng luồng khí diễn ra có kiểm soát.

Máy bay dự kiến đạt tốc độ cận âm (transonic) trong quá trình thử nghiệm, đồng thời cải thiện khả năng điều khiển ở tốc độ thấp và góc tấn lớn – những điều mà cánh kim cương vốn dễ gặp khó khăn.

Bước tiến lớn cho cách con người điều khiển máy bay

Dù có nhiều tiến bộ, dự án đang chậm hơn kế hoạch ban đầu do các thách thức kỹ thuật. DARPA hiện dự kiến chuyến bay đầu tiên sẽ diễn ra vào cuối năm 2027.

X-65 sở hữu thiết kế mô-đun cho phép các kỹ sư dễ dàng thay đổi cấu hình vòi phun, thử nghiệm các biến thể AFC mới và đánh giá hiệu quả trong nhiều điều kiện bay.

Ngay cả sau khi chương trình CRANE kết thúc, chiếc máy bay không người lái này sẽ tiếp tục đóng vai trò nền tảng thử nghiệm cho các dự án nghiên cứu – phát triển tương lai.

Larry Wirsing, Phó Chủ tịch phụ trách phát triển máy bay của Aurora Flight Sciences, cho biết: “Chúng tôi rất háo hức tiếp tục hợp tác với DARPA để hoàn thiện X-65 và chứng minh những khả năng của điều khiển dòng khí chủ động trong bay thực tế.

Nền tảng X-65 sẽ là tài sản thử nghiệm lâu dài, và chúng tôi tin rằng các thiết kế máy bay tương lai sẽ tận dụng được công nghệ và dữ liệu mà chương trình mang lại.”

Thành công của X-65 có thể mở ra hướng đi mới cho ngành hàng không: Máy bay nhẹ hơn do loại bỏ nhiều cơ cấu cơ khí; tăng hiệu quả khí động học, giảm lực cản; cải thiện độ bền và giảm chi phí bảo dưỡng; tăng khả năng tàng hình vì không còn bề mặt phản xạ radar.

Việc kết hợp cánh kim cương với hệ thống điều khiển bằng luồng khí có thể giúp thiết kế máy bay trong tương lai trở nên đơn giản hơn, nhẹ hơn và hiệu quả hơn – đồng thời mở ra chương mới cho công nghệ điều khiển bay.

X-65 không chỉ là một mẫu thử nghiệm; nó có thể là bước đệm để tái định nghĩa cách máy bay vận hành trong nhiều thập kỷ tới.

UAV tự hành săn ngầm cỡ lớn: ‘Bộ não’ AI, tự động khai hoả