VTOL điện đang cất cánh. Cẩn thận với chu kỳ cường điệu hóa.
EF GLOBAL VTOL

EF Global VTOL

23 Mar 2023

EF GLOBAL VTOL
Mike Hirschberg (Vertical Flight Society: Executive Director

Một trong những lý do khiến các thành viên của cộng đồng trực thăng non trẻ quyết định thành lập Hiệp hội Trực thăng Hoa Kỳ vào đầu năm 1943 là vì họ không cảm thấy rằng họ đang được cơ sở hàng không coi trọng.  Những người sáng lập ngành công nghiệp máy bay trực thăng đã thành lập Hiệp hội để trở thành chất xúc tác cho những tiến bộ công nghệ nhanh chóng vì Hiệp hội tạo ra một cộng đồng sẵn sàng hợp tác và đổi mới.

Tuy nhiên, phần lớn các chuyên gia kỹ thuật hàng không vào thời điểm đó đã bác bỏ tiềm năng của máy bay trực thăng.  Họ chỉ nhìn thấy những khả năng hiện có của máy bay cánh quạt non trẻ qua lăng kính của máy bay cánh cố định đã trưởng thành hơn nhiều, thường tập trung vào việc tối đa hóa tốc độ và tầm hoạt động. 

Ngược lại, những nhà phát minh ban đầu và công chúng bắt đầu thổi phồng chiếc trực thăng cho mục đích sử dụng cá nhân.  Frank Piasecki nói với The Los Angeles Times vào năm 1944 sau khi ông và chiếc PV-2 của mình xuất hiện trong bộ phim thời sự: “Bất kỳ người thông minh nào có thể học lái ô tô đều có thể lái trực thăng thời hậu chiến sau một vài bài học dễ dàng.  Air Flivver trong mọi nhà để xe.  Bell nổi tiếng đã mua trước 500 động cơ Franklin cho Model 47B kiểu dáng giống một chiếc xe hơi sang trọng, nhưng nó đắt gấp 10 lần và không bán được.  Các nhà phát minh khác đã nhảy vào cuộc đua máy bay trực thăng và đến năm 1950, rất nhiều nhà phát minh bắt đầu nghiên cứu thiết kế của riêng họ để đáp ứng sự bùng nổ dự kiến ​​về nhu cầu đi lại bằng máy bay cá nhân chưa bao giờ xảy ra.  Chi phí, hiệu suất, độ tin cậy và an toàn chỉ là một vài trong số các yếu tố đã phá hỏng những tầm nhìn ban đầu này.

Trong Chiến tranh Triều Tiên và Chiến tranh Việt Nam, ngành công nghiệp máy bay trực thăng của Mỹ bùng nổ, cũng như việc sử dụng trực thăng cho các ứng dụng dân sự mới và bất ngờ (ví dụ: xem “Mountain Rotor,” Vertiflite, tháng 3/tháng 4 năm 2018).  Sản xuất máy bay trực thăng thế giới đạt đỉnh vào cuối những năm 1960.  Nhưng trọng tâm của việc phát triển máy bay trực thăng trong những năm 1950 và 60 chủ yếu là hiệu suất chứ không phải khả năng chi trả.  Có lẽ công nghệ hỗ trợ quan trọng nhất đối với máy bay trực thăng hiện đại là việc tạo ra một sơ đồ đẩy hoàn toàn mới: động cơ tua-bin trục có công suất trên trọng lượng cao hơn nhiều cho phép máy bay trực thăng lớn hơn và có nhiều khả năng hơn, mặc dù với chi phí cao hơn nhiều so với các mẫu piston. 

Các nhà phát minh sau này như Frank Robinson đã mô phỏng lại chiếc trực thăng như một chiếc máy bay cá nhân hơn.  Robinson Helicopter là một trong những công ty trực thăng thành công nhất trên thế giới, với hơn 12.000 máy bay được chuyển giao cho đến nay.  Đỉnh điểm gần 900 máy bay trực thăng được sản xuất vào năm 2008 là minh chứng cho nhu cầu về phương tiện di chuyển hợp lý hơn.  Nhưng cuộc khủng hoảng tài chính thế giới và một thập kỷ tăng trưởng kinh tế chậm chạp, cùng với một xã hội ít khoan dung hơn, đã khiến cột mốc đó trở thành một ký ức xa vời.  Ngày nay, thị trường dân sự vẫn đang phục hồi và phát triển, nhưng tổng sản lượng pít-tông và tua-bin trên toàn thế giới chỉ vượt quá 1.100 chiếc vào năm ngoái, trong khi các đơn vị cánh quạt quân sự đắt tiền hơn giảm xuống còn một nửa con số đó (xem “Thị trường cánh quạt thế giới, 2018–2027,” Vertiflite  , tháng 5/tháng 6 năm 2018).

Chu kỳ cường điệu

Gartner Hype Cycle (thumbnail)

Công ty tư vấn và nghiên cứu toàn cầu Gartner, Inc. đã phát triển cái gọi là “Chu kỳ cường điệu” để đại diện cho sự trưởng thành, sự chấp nhận và ứng dụng xã hội của các công nghệ tiên tiến.  Không thực sự là một chu kỳ, đường cong này là một bản trình bày đồ họa về sự trưởng thành của các công nghệ mới nổi qua năm giai đoạn, mô tả những kỳ vọng theo thời gian sau khi “kích hoạt đổi mới”.  Có một sự gia tăng rất nhanh, gần như thẳng đứng lên “đỉnh cao của những kỳ vọng bị thổi phồng”, theo sau là sự sụt giảm gần như nhanh chóng xuống “đáy của sự vỡ mộng”.  Tuy nhiên, điều này được theo sau bởi một “độ dốc khai sáng” dần dần và một “cao nguyên năng suất” tiệm cận. 

Nhà tương lai học nổi tiếng, Tiến sĩ Roy Amara đã tóm tắt một cái nhìn sâu sắc tương tự về cái mà ngày nay được gọi là “Định luật Amara” - “Chúng ta có xu hướng đánh giá quá cao tác động của một công nghệ trong thời gian ngắn và đánh giá thấp tác động trong thời gian dài.”

Máy bay trực thăng dân dụng chắc chắn đã trải qua “Chu kỳ cường điệu” này ngay sau Thế chiến thứ hai và phải đến những năm 1950, việc chế tạo máy bay cánh quạt mới trở thành một ngành kinh doanh có lãi và đạt đến “cao nguyên năng suất” này.  Tác động của máy bay trực thăng đối với thế giới trong 75 năm qua không thể được phóng đại.  Từ hàng triệu sinh mạng được cứu sống, cho đến hàng triệu đô la và hàng triệu giờ được tiết kiệm hàng năm, cho phép hoàn thành các mục tiêu quân sự, chuyến bay thẳng đứng là tài sản không thể thiếu có giá trị được thừa nhận rộng rãi.

Tương lai là điện

Tại thời điểm viết bài này, trang web của Hiệp hội về máy bay cất cánh và hạ cánh thẳng đứng chạy điện và lai điện (www.eVTOL.news) liệt kê hơn 120 khái niệm về phương tiện bay, mặc dù một số phương pháp rõ ràng là ít hợp lý hơn những phương pháp khác và nhiều phương pháp có kinh phí hạn chế.  .  “Năng lượng bằng dây” của VTOL điện loại bỏ nhiều hạn chế của các hệ thống và cơ sở điều khiển trục có cấu hình mới, từ thiết bị bay cá nhân đến máy bay nhiều hành khách, điều không thể thực hiện được trước đây.  Bất chấp những thách thức rõ ràng, lời hứa “tái phát minh máy bay trực thăng” đang thu hút các nhà đổi mới và nhà đầu tư từ khắp nơi, bao gồm điện tử, phần mềm, hệ thống máy bay không người lái - và thậm chí cả hàng không vũ trụ.  Electric VTOL có tiềm năng mở rộng thị trường chuyến bay thẳng đứng, bằng cách tạo ra một số danh mục sản phẩm hoàn toàn mới không tồn tại ngày nay. 

Giống như nhiều tổ chức đi đầu về công nghệ, Hiệp hội đã sớm nhận ra tiềm năng của cuộc cách mạng VTOL điện, bắt đầu nỗ lực vào năm 2013 để hỗ trợ lĩnh vực mới được quan tâm này.  “Hội thảo chuyến bay thẳng đứng chuyển đổi” đầu tiên được tổ chức vào năm sau, và ngày càng có nhiều bài viết đề cập đến công nghệ VTOL điện trong Vertiflite.

Tuy nhiên, sự cường điệu đã thực sự bùng nổ sau khi Uber công bố kế hoạch cho sáng kiến ​​Elevate của mình vào tháng 10 năm 2016. Trong hai năm qua, lĩnh vực đổi mới đã bùng nổ.  Các nhà đầu tư mạo hiểm đã rót hơn 1 tỷ đô la vào các công ty khởi nghiệp đầy triển vọng, trong khi gần như mọi nhà sản xuất hàng không vũ trụ lớn đều đang thử nghiệm vùng nước hoặc toàn tâm toàn ý tham gia vào eVTOL.

Giám đốc điều hành của một công ty eVTOL đã nói với tôi vào năm ngoái rằng ông ấy không thể hiểu tại sao mọi người lại phát triển một chiếc máy bay không dùng điện khi động cơ đẩy điện rõ ràng là vượt trội như vậy.  Một số nhà phân tích đã dự báo rằng eVTOL sẽ kích hoạt thị trường di động hàng không đô thị trị giá 30 tỷ đô la.  Uber đã dự báo hàng nghìn chuyến bay mỗi thành phố mỗi ngày bằng taxi bay điện của họ.  Mặc dù có thể dễ dàng loại bỏ toàn bộ cuộc cách mạng VTOL chạy điện do sự cường điệu quá mức của một số nhà đổi mới mới làm quen với ngành hàng không, nhưng một số hình thức di chuyển hàng không đô thị sử dụng điện dường như sẽ xảy ra trong những năm tới. 

Tiềm năng của máy bay VTOL điện sẽ phá vỡ bối cảnh hàng không hiện tại dựa trên niềm tin rằng chúng sẽ sạch hơn, an toàn hơn, yên tĩnh hơn, rẻ hơn, đáng tin cậy hơn và/hoặc nhanh hơn so với máy bay trực thăng truyền thống.  Trong khi một số người tham gia sớm — đáng chú ý nhất là Ehang, Joby Aviation, Kitty Hawk, Opener và Volocopter — đã tiến hành thử nghiệm chuyến bay mạnh mẽ, bao gồm các chuyến bay có người lái, thì đại đa số các nhà đổi mới vẫn đang khám phá những thách thức độc đáo của chuyến bay thẳng đứng.

Hiệp hội chuyến bay thẳng đứng

Bảy mươi lăm năm trước, những người tiên phong trong ngành bay thẳng đứng đã nhận ra rằng sự hợp tác và chia sẻ kiến ​​thức là điều cần thiết để máy bay trực thăng phát huy hết tiềm năng của nó.  Ngày nay, những người mới tham gia vào ngành công nghiệp bay thẳng đứng có cơ hội duy nhất để sử dụng nguồn kiến ​​thức và tài nguyên đã được thử nghiệm qua thời gian của Hiệp hội.

Gần đây, số thành viên công ty của VFS đã vượt qua mốc 100 công ty vì nhiều nhà phát triển eVTOL đã nhận ra những lợi ích tức thì khi trở thành thành viên chính thức của cộng đồng hợp tác lớn nhất thế giới gồm các chuyên gia bay thẳng đứng.  Nhiệm vụ của chúng tôi là giúp tất cả các thành viên của chúng tôi thành công nhất có thể.

Một người đồng sáng lập công ty eVTOL lưu ý: “VFS đã đi đầu trong việc hỗ trợ ngành công nghiệp eVTOL mới nổi kể từ khi thành lập.  Với các sự kiện kết hợp giữa công nghệ, nghiên cứu, kết nối mạng và cân nhắc kinh doanh, đồng thời là một trong những ấn phẩm phù hợp nhất trong không gian, VFS là chất xúc tác chính cho eVTOL và phát triển di chuyển hàng không đô thị.” 

Trong 75 năm, Hiệp hội đã làm việc để phát triển công nghệ bay thẳng đứng.  Chúng tôi đang thực hiện sứ mệnh giúp động cơ đẩy điện — và tất cả các hình thức bay thẳng đứng — phát huy hết tiềm năng của nó.  Nhưng tất cả chúng ta phải cảnh giác với Chu kỳ cường điệu, với cách tiếp cận khoa học rõ ràng đối với những thách thức của eVTOL.

Sự cường điệu là tuyệt vời để xây dựng sự nhiệt tình và thu hút đầu tư.  Đổi mới mang lại những ý tưởng và công nghệ mới từ các lĩnh vực khác.  Nhưng xét cho cùng, các định luật vật lý đòi hỏi phải có kỹ thuật tốt và hiểu biết vững chắc về những thách thức đặc biệt của chuyến bay thẳng đứng để đưa máy bay eVTOL hứa hẹn ra thị trường và thay đổi thế giới.