Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Hoa Kỳ (NASA) vừa công bố thông tin về một chiếc máy bay siêu thanh mới, trong đó phi công sẽ quan sát khoảng không phía trước thông qua màn hình có độ phân giải 4K.
Vào năm 2021, nếu mọi việc diễn ra thuận lợi như dự kiến, các phi công của NASA sẽ tiến hành bay thử nghiệm chiếc máy bay siêu thanh với thiết kế phần mũi rất dài và có thể di chuyển nhanh hơn tốc độ âm thanh. Tuy nhiên, chiếc máy bay này sẽ không có kính chắn gió, vậy nên, phi công sẽ quan sát bầu trời xung quanh thông qua một màn hình 4K hiển thị hình ảnh từ hai camera có độ phân giải cao theo thời gian thực thay vì nhìn qua cửa kính máy bay như trước kia.
NASA có lý do chính đáng để thiết lập buồng lái này trên chiếc máy bay có tên là X-59, họ mong muốn máy bay sẽ phá vỡ tốc độ âm thanh mà không gây ra tiếng nổ lớn – một trong những lý do mà máy bay siêu thanh ít được ưa chuộng. Nếu có thể phá vỡ bức tường âm thanh với độ ồn thấp, máy bay sẽ không làm ảnh hưởng đến cư dân sinh sống bên dưới.
Vậy tại sao không có kính chắn gió?
Để giữ đặc tính khí động học của máy bay, NASA đã thiết kế cho X-59 một phần mũi dài đến 15,24m. Nếu nắp kính buồng lái nhô ra thì sẽ làm gián đoạn luồng khí xung quanh máy bay. Ngoài ra, việc thiết kế một kính chắn gió dài, dốc theo hình mũi máy bay sẽ hạn chế tầm nhìn của phi công.
Vậy nên, thay vì cố gắng tích hợp chiếc kính chắn gió truyền thống, một camera có độ phân giải cao đặt trên đỉnh của mũi máy bay sẽ đóng vai trò cung cấp hình ảnh.
Một camera khác ở dưới mũi sẽ mang lại góc nhìn hướng xuống phía dưới và giúp phi công có thể nhìn thấy đường băng khi cất cánh và hạ cánh. Chiếc camera đó chỉ là loại có độ phân giải trung bình và được thiết kế giống như càng hạ cánh, tức là, nó có thể được xếp gọn vào phần thân khi không cần thiết để giữ cho máy bay di chuyển thuận lợi trong không khí. Khi X-59 bay ở tốc độ siêu thanh, chỉ có một camera 4K cung cấp thông tin về tầm nhìn theo thời gian thực lên màn hình phía trước phi công.
Những sự cố có thể xảy ra
Độ trễ, tức thời gian truyền tải hình ảnh từ camera đến màn hình, là một vấn đề cốt lõi mà NASA cần phải khắc phục để đảm bảo hệ thống có thể vận hành hiệu quả. Độ trễ quá lớn có thể gây ra hiện tượng say do chuyển động (motion sickness), xảy ra khi tai trong của bạn cảm nhận được chuyển động thực tế của máy bay nhưng mắt bạn lại nhìn thấy một thứ khác.
Bailey nói rằng họ cần giữ độ trễ ở mức dưới 1/10 giây để tránh gây ra những vấn đề như vậy. Hiện nay, độ trễ của hệ thống đang là 0,067 giây, như vậy đã đạt mức yêu cầu.
“Mục tiêu là, nếu chúng tôi thiết kế chính xác, phi công sẽ thấy cảnh tượng bên ngoài tương tự như nhìn qua cửa sổ thật”, ông nói.
Một vấn đề được đặt ra là: Điều gì sẽ xảy đến nếu hệ thống bị hỏng toàn bộ hoặc một phần? Phi công sẽ quan sát bằng cách nào?
Thực ra không phải vậy. NASA đã chuẩn bị cho tình huống này khi X-59 được trang bị hai camera. Do đó, nếu một chiếc bị hỏng, chiếc còn lại hy vọng vẫn hoạt động được mặc dù chúng nhìn theo các hướng khác nhau. Nếu màn hình chính bị hỏng, thì một trong hai màn hình bên dưới có thể hiển thị hình ảnh từ camera bên ngoài. Ngoài ra, còn có hai máy tính làm việc cùng nhau để xử lý toàn bộ hệ thống. Tóm lại, hệ thống này đã có sẵn cơ chế dự phòng.
“Tôi không nói rằng nó sẽ không bao giờ hỏng,” Bailey thừa nhận.
Tuy nhiên, việc lỗi hệ thống cũng không phải là thảm họa bởi dù không có phần kính chắn gió phía trước, buồng lái của phi công vẫn có kính bao quanh hai bên và phía trên đầu, từ đó có thể mang lại một số góc quan sát.
Điều quan trọng hơn nữa là phi công không nhất thiết phải nhìn thẳng về phía trước để hạ cánh bởi buồng lái của X-59 được trang bị nhiều chi tiết tương tự như máy bay huấn luyện T-38 với hai chỗ ngồi theo bố cục một trước một sau. Giống như những chiếc máy bay chiến đấu F-16, ghế sau của T-38 đều có các công cụ điều khiển cần thiết để lái máy bay.
“Họ có thể hạ cánh máy bay mà không cần nhìn phía trước. Họ có những thao tác nhất định để bay và có được thông tin hướng dẫn từ màn hình trước mặt, qua đó sẽ giúp họ tìm được đường băng để hạ cánh”, Bailey nói. Trên thực tế, chỉ có ba phi công sẽ tiến hành bay thử nghiệm trên chiếc X-59 và các chuyến bay này đều không có hành khách.
Chiếc máy bay siêu thanh X-59 được chế tạo nhằm mục đích giúp NASA thu thập dữ liệu về khả năng giảm tiếng ồn cho những chuyến bay siêu thanh xuống mức có thể chấp nhận được khi bay trên đất liền. Đây là điều mà các công ty tư nhân cũng đang nghiên cứu, một trong số đó thậm chí đang xem xét việc sử dụng màn hình thay cho cửa sổ gần nơi hành khách ngồi. Nếu chúng có bị hỏng vì lý do nào đó thì cũng không gây ra vấn đề nghiêm trọng.
Video thử nghiệm khí động học cho máy bay X-59:
