VTOL đang góp phần định hình tương lai bay an toàn khi tích hợp nhiều đặc điểm tự động giống drone, bao gồm cảm biến thăng bằng, phát hiện vật ở gần, dẫn đường bằng GPS và hệ thống tự quay về nhà giúp quá trình bay đơn giản như lái xe. Trái với trực thăng thông thường đòi hỏi phi công có bằng cấp, VTOL rất ít cần điều khiển bằng tay. Một số phương tiện có tính năng hỗ trợ bay trong khi các mẫu khác vận hành hoàn toàn tự động dựa vào GPS và chức năng phát hiện chướng ngại vật để tránh va chạm.
Phần lớn phương tiện bay cá nhân ngày nay thuộc loại eVTOL (phương tiện điện cất hạ cánh thẳng đứng). Về cơ bản, đó là những drone lớn hoạt động bằng pin hoặc pin nhiên liệu hydrogen, có thể chở ít nhất một hành khách trong không trung. Tiến bộ trong công nghệ drone, đặc biệt về mặt giữ thăng bằng khi bay và tránh chướng ngại vật, góp phần khiến phương tiện kiểu này trở nên khả thi.
Đặc biệt, eVTOL có nhiều lợi thế về môi trường và kinh tế. Động cơ đẩy điện không đòi hỏi đốt nhiên liệu trực tiếp, giúp giảm ô nhiễm và tiếng ồn. Chi phí bảo dưỡng cũng thấp hơn nhiều (ít hơn tới 50%) so với trực thăng do tính đơn giản của motor điện và không có liên kết cơ khí phức tạp.
Những nhà tiên phong phát triển VTOL
Một tên tuổi chủ chốt trong cuộc đua mới là Hunter Kowald, nhà sáng lập công ty Sky Surfer Aircraft ở Los Angeles, California, Mỹ. Mẫu ván trượt bay Sky Surfer hoạt động nhờ rotor của ông có thể bay 64 km/h trong 20 phút và vận chuyển 227 kg. Trong khi đó, công ty Ascend Dynamics ở bang Wisconsin, Mỹ, đang thử nghiệm hệ thống phản lực sử dụng 12 rotor đặt trên balo.
Tuy nhiên, so với hai công ty trên, Gravity Industries có trụ sở tại Anh tiến xa hơn với thiết bị đeo lưng trang bị sử dụng động cơ phản lực mini trên tay để chỉnh hướng. Tương tự, công ty Volonort Airbike đến từ Ba Lan chế tạo mẫu xe máy bay đạt tốc độ lên tới 200 km/h. Cả Gravity Industries và Volonort Airbike đều thử nghiệm thành công nguyên mẫu nhưng sự phụ thuộc vào nhiên liệu phản lực khiến sản phẩm của họ khó tiếp cận với khách hàng sử dụng hàng ngày.
Ở hạng mục lớn hơn là xe bay, mẫu Jetson ONE do công ty Thụy Điển Jetson phát triển trông giống chiếc drone lớn với 8 rotor và khoang lái một chỗ ngồi, có thể bay 20 phút ở tốc độ trên 160 km/h, hứa hẹn trở thành phương tiện tiềm năng cho các nhiệm vụ phản ứng nhanh và cứu hộ trên núi.
Công ty Alef Aeronautics ở San Mateo, California, đang phát triển xe bay mang tên The Flying Car với phần thân dạng lưới cho phép dòng khí thổi qua theo phương thẳng đứng. Ở trên đường, phương tiện có thể chạy ở tốc độ 40 km/h nhưng khi cần, nó có thể biến đổi và cất cánh với tầm bay khoảng 177 km/h.
Thay vì nhắm tới cá nhân, một số công ty khởi nghiệp như Archer Aviation ở San Jose và Joby Aviation Santa Cruz, California, hướng đến thị trường di chuyển trong đô thị khi tiên phong phát triển các mẫu taxi trên không.
Mẫu eVTOL của Archer Aviation chạy hoàn toàn bằng pin, có thể chở 4 hành khách và một phi công ở tốc độ 241 km/h. Được thiết kế cho chặng ngắn từ 32 đến 80 km trong đô thị, phương tiện hứa hẹn cách mạng hóa giao thông ở những thành phố hay tắc nghẽn như New York. Trong khi đó, Joby Aviation đang thử nghiệm mẫu taxi bay chạy bằng hydrogen có thể thực hiện hành trình dài hơn.
Thách thức đối với VTOL
Mặc dù có nhiều ưu thế nhưng một trong những thách thức lớn nhất đối với VTOL là nhu cầu lưu trữ năng lượng hiệu quả. Phương tiện càng nặng càng đòi hỏi bộ pin nặng hơn để cất cánh. Vài công ty như Joby đang khám phá lựa chọn thay thế như pin nhiên liệu hydro, có thể cung cấp mật độ năng lượng cao hơn nhưng đi kèm vấn đề về độ an toàn và chi phí. Hydrogen rất khó lưu trữ, có khả năng phát nổ và chi phí sản xuất bền vững tốn kém. Phần lớn nhà sản xuất kỳ vọng những tiến bộ trong công nghệ pin có thể sớm lấp đầy khoảng trống về hiệu suất. Ví dụ, pin natri có thể mang đến giải pháp an toàn, nhẹ và chịu nhiệt cao hơn.
An Khang (Theo Interesting Engineering, Design Boom)