Máy bay năng lượng Mặt trời Solar Impulse lập thêm thành tích

Ngày 23/04/2016, sau khoảng 60 giờ bay, chiếc máy bay dùng năng lượng Mặt trời có tên gọi Solar Impulse, xuất phát ngày 14/04/2016 từ quần đảo Hawai nằm giữa Thái Bình Dương, đã hạ cánh an toàn tại California, hoàn thành chặng được coi là gian nan nhất trong chuyến bay vòng quanh thế giới chỉ sử dụng năng lượng Mặt trời.

Solar Impulse 2 bay bên trên cầu San Francisco ngày 23/04/2016. Jean Revillard/Solar Impulse/Handout via REUTERS

Phi công người Thụy Sĩ 58 tuổi, Bertrand Piccard lái chiếc máy bay này, sau khi hạ cánh đã chia sẻ : « Đây là một trong những kinh nghiệm tuyệt vời nhất mà tôi đã từng trải qua ». Ông cũng cho biết rằng trong suốt chuyến bay, ông không được phép chợp mắt quá 20 phút, bởi lẽ cứ sau 20 phút, ông phải kiểm tra tất cả các trang thiết bị và đảm bảo rằng chuyến bay vẫn diễn ra tốt đẹp.

Thực ra, trước chuyến bay từ Hawai đến California, chiếc máy bay này đã phải nằm lại ở Hawai mất 293 ngày để sửa chữa một loạt chiếc pin năng lượng Mặt trời đã bị hư hỏng do nhiệt độ cao trong chuyến bay xuất phát từ Nhật Bản, kéo dài với thời gian kỉ lục 5 ngày và 5 đêm, và rồi tiếp đó, phải đợi thời tiết thuận lợi cho phép xuất phát tiếp. Bản thân phi công Bertrand Piccard đã nhận định trước chuyến bay rằng đây thực sự là « một thách thức về kĩ thuật ».

Chặng bay vượt Thái Bình Dương được coi như gian nan nhất là vì trong suốt chặng bay, không hề có các trạm đỗ  cho phép hạ cánh trong trường hợp khẩn cấp.

Máy bay SI2 này chỉ cho phép chở được duy nhất một phi công. Đồng nghiệp của ông là André Borschberg, 63 tuổi, lái thay ông trên chặng bay qua nước Mỹ, đến New York, nơi mà ông này đã cho máy bay hạ cánh gần với chỗ có đặt tượng Nữ thần Tự Do.

Cấu tạo và hoạt động của máy bay năng lượng Mặt trời

Máy bay sử dụng năng lượng mặt trời là một dạng máy bay mà phần động cơ được hoạt động nhờ vào năng lượng điện được chuyển hóa một phần hoặc toàn phần từ năng lượng Mặt trời. Bản thân loại năng lượng Mặt trời này thu được là nhờ vào các tấm pin quang điện, thường được đặt trên bề mặt của cánh máy bay. Trong phần lớn các trường hợp, một bộ pin sẽ được sử dụng để tích trữ năng lượng bổ sung, phòng khi thiếu năng lượng Mặt trời.

Nếu so sánh với các dạng năng lượng khác như dầu hỏa chẳng hạn, thì năng lượng Mặt trời là vô hạn, miễn phí và không gây ô nhiễm. Tuy nhiên, nó lại phải chịu một sự biến đổi khá quan trọng liên quan đến chuyển động quay của Trái đất (tức là chu kỳ ngày-đêm) và sự bất ổn không lường trước liên quan đến các đám mây. Các tấm pin quang điện có chi phí rất cao, khá mong manh và khó lắp đặt trên phần cong của cánh máy bay.

Vì máy bay dạng này chỉ có thể đem lại hiệu suất lớn nhất vào khoảng 30%, người ta cần phải có một bề mặt rộng lớn để đạt được công suất phù hợp và bộ pin cần thiết dùng trong việc tích trữ năng lượng thường khá nặng.

Trước Solar Impulse 2, thế giới đã biết đến các máy bay dùng năng lượng Mặt trời khác như : Sunrise 1 và 2 (với tổng sải cánh dài 9,76 m, nặng 12,25 kg), cất cánh bay lần đầu tiên vào ngày 04/11/1974, từ California ; Solar One, bay lần đầu tiên vào 21/12/1978 từ Hampshire – Anh ; Gossamer Penguin (với tổng sải cánh dài 22m, trọng lượng 31 kg), cất cánh lần đầu tiên vào 18/05/1980 ; hay Solar Challenger (với tổng sải cánh dài 14,3m và trọng lượng 90 kg), bay vượt biển Manche vào 1981.

Solar Impulse 2

Solar Impulse là một dự án của hai phi công người Thụy Sĩ, Bertrand Piccard và André Borschberg, cùng với một nhóm gồm 68 người khác. Họ đã dành ra 7 năm trời làm việc cùng nhau trên dự án này. Với chiếc máy bay một chỗ, có sử dụng năng lượng Mặt trời này, hai phi công dự định thực hiện chuyến bay vòng quanh thế giới từ 2012, với 5 chặng dừng.

Trên hai phần cánh lớn của máy bay, các tấm bảng hấp thụ năng lượng Mặt trời, với hơn 17.000 chiếc pin quang điện, chiếm diện tích hơn 200m2. Cách bố trí như vậy cho phép đẩy được 4 động cơ điện, mỗi động cơ tương đương với 10 sức ngựa, và cho phép nạp lại 400 kg pin lithium-polymère được lắp đặt trên máy bay. Với tổng chiều dài sải cánh là 63,4m (tương đương với những loại máy bay thương mại cỡ lớn), và trọng lượng chỉ vào 1,5 tấn (tương đương với trọng tải của một xe hòm cỡ nhỏ), chiếc máy bay SI2 này rất nhạy cảm trước các thay đổi bất thường của thời tiết.

Lần bay thử nghiệm đầu tiên của SI2 đã diễn ra vào lúc 8h28 (giờ quốc tế), ngày 07/04/2010, cất cánh từ căn cứ quân sự Payerne, phía tây của Thụy Sĩ, kéo dài hơn 1 giờ và đã thành công.

Trở lại trước chuyến bay băng Thái Bình Dương của SI2, phi công Bertrand Piccard gửi đến thông điệp khuyến khích việc sử dụng các năng lượng thay thế. Ông này cũng hoàn toàn tin tưởng rằng trong 10 năm tới đây, các máy bay có dùng năng lượng điện sẽ được đưa vào sử dụng cho các chuyến bay thương mại, với hệ thống pin được nạp trên mỗi chặng. Tuy nhiên, ông này cũng nhận định rằng trong tương lai, loại máy bay dân dụng dùng năng lượng Mặt trời sẽ khó được sử dụng trong hàng không với mục đích thương mại.

Ông nhấn mạnh rằng Solar Impulse là một bằng chứng cho thấy con đường phát triển của các kĩ thuật hiện đại mới.
Chặng tiếp theo của SI2 là băng qua Đại Tây Dương, và cuối cùng là bay qua Châu Âu trở về Abou Dhabi.