Concorde, một biểu tượng của ngành hàng không, là máy bay thương mại siêu thanh đầu tiên từng hoạt động rộng rãi. Được phát triển bởi liên doanh Anh-Pháp giữa British Aircraft Corporation (BAC) và Aérospatiale, máy bay Concorde ra đời từ những nghiên cứu bắt đầu vào năm 1954 và chính thức cất cánh lần đầu vào ngày 2 tháng 3 năm 1969 từ Toulouse, Pháp.
Với tốc độ hành trình tối đa Mach 2,04 (khoảng 2.170 km/h), Concorde có thể vượt qua Đại Tây Dương chỉ trong chưa đầy 3 giờ, nhanh gấp đôi so với máy bay thương mại thông thường.
Máy bay Concorde.
Chuyến bay thương mại đầu tiên của Concorde được thực hiện vào ngày 21 tháng 1 năm 1976, với British Airways khai thác tuyến London (Anh) - Bahrain (một quốc gia Tây Á) và Air France vận hành tuyến Paris (Pháp) - Rio de Janeiro (Brazil).
Nhưng gần 50 trước, Concorde đã có chuyến bay thương mại ở vận tốc nhanh gấp 2 lần âm thanh, vì sao ngày nay ta không thể có trải nghiệm này trên máy bay chở khách thông thường nữa?
Tốc độ của máy bay thương mại ngày nay?
Hiện nay, các máy bay thương mại như Boeing 737, Airbus A320 hay Boeing 787 Dreamliner hoạt động ở tốc độ hành trình dao động từ 740 đến 1.050 km/h (Mach 0.74-0.89), thấp hơn đáng kể so với Concorde.
Boeing 787 Dreamliner.
Tốc độ này được duy trì ở độ cao hành trình từ hơn 9.000 mét đến gần 13.000 mét, nơi không khí loãng giúp giảm lực cản và tiết kiệm nhiên liệu. Mặc dù một số máy bay hiện đại có thể đạt tốc độ gần ngưỡng âm thanh (như Virgin Atlantic Boeing 787 đạt 1.287 km/h nhờ gió xuôi vào năm 2019), chúng không được thiết kế để vượt qua ngưỡng Mach 1 do các hạn chế kỹ thuật, kinh tế và pháp lý.
Vì sao Concorde ngừng hoạt động?
Concorde ngừng hoạt động vào năm 2003 sau 27 năm phục vụ do một loạt các yếu tố kinh tế, môi trường và an toàn:
Chi phí vận hành cao:
Concorde tiêu thụ nhiên liệu gấp nhiều lần so với các máy bay subsonic. Theo số liệu, Concorde đạt hiệu suất 15,8 dặm hành khách/gallon nhiên liệu, trong khi Boeing 747 đạt 46,4 và McDonnell Douglas DC-10 đạt 53,6.
Giá vé một chiều London-New York lên tới 7.574 USD (tương đương 12.460 USD năm 2020), khiến Concorde thường xuyên chỉ chở một nửa số ghế. Điều này làm giảm tính khả thi kinh tế, đặc biệt khi các máy bay thân rộng như Boeing 747 cung cấp lựa chọn tiết kiệm hơn.
Vấn đề môi trường và tiếng ồn:
Concorde tạo ra tiếng ồn lớn khi cất cánh và sonic boom (sóng xung kích siêu thanh) khi vượt tốc độ của âm thanh, gây khó chịu cho người dân trên mặt đất. Sonic boom có thể làm vỡ kính, rung chuyển công trình và gây thiệt hại, như vụ việc năm 1968 khi một máy bay chiến đấu F-105 làm vỡ 200 cửa sổ tại Học viện Không quân Mỹ.
Khi vượt qua tốc độ âm thanh, phương tiện sẽ tạo ra một tiếng nổ lớn, được gọi là Sonic Boom, hay sóng xung kích siêu thanh.
Do đó, Mỹ và nhiều quốc gia khác ban hành lệnh cấm bay siêu thanh trên đất liền từ năm 1973, giới hạn Concorde chỉ hoạt động trên các tuyến xuyên đại dương. Tiếng ồn động cơ khi cất cánh cũng khiến nhiều sân bay hạn chế Concorde hoạt động.
Tai nạn và khủng hoảng niềm tin:
Vụ tai nạn thảm khốc của chuyến bay Air France 4590 vào ngày 25 tháng 7 năm 2000 tại Paris, khiến 113 người thiệt mạng, đã làm tổn hại nghiêm trọng đến hình ảnh của Concorde. Vụ việc do mảnh vỡ trên đường băng làm thủng bình nhiên liệu, dẫn đến hỏa hoạn.
Sau vụ tai nạn, Concorde bị đình chỉ bay hơn một năm, và niềm tin của hành khách suy giảm đáng kể, đặc biệt sau sự kiện 11/9/2001 khiến ngành hàng không toàn cầu lao đao.
Vì sao máy bay thương mại ngày nay không bay siêu thanh?
Ngoài những lý do khiến Concorde ngừng hoạt động, các máy bay thương mại hiện đại không được thiết kế để vượt ngưỡng âm thanh do:
Hạn chế pháp lý:
Lệnh cấm bay siêu thanh trên đất liền vẫn có hiệu lực ở nhiều quốc gia, đặc biệt là Mỹ (theo quy định 14 CFR Part 91.817). Điều này giới hạn các tuyến bay siêu thanh chỉ trên đại dương, giảm tính hấp dẫn về mặt thương mại.
Một số nhà sản xuất máy bay ngày nay vẫn cố gắng chế tạo máy bay siêu thanh yên tĩnh hơn. Trong ảnh là Lockheed Martin X-59 QueSST.
Thiết kế và hiệu quả kinh tế:
Máy bay siêu thanh như Concorde yêu cầu thiết kế đặc biệt (cánh delta, động cơ mạnh), dẫn đến chi phí phát triển và bảo trì cao. Tỷ lệ nâng/kéo của máy bay siêu thanh thấp hơn một nửa so với máy bay subsonic, đòi hỏi gấp đôi lực đẩy và tiêu thụ nhiên liệu nhiều hơn.
Trong khi đó, các máy bay subsonic hiện đại như Boeing 787 sử dụng động cơ tiết kiệm và vật liệu nhẹ, mang lại hiệu quả kinh tế vượt trội.
Mối quan ngại môi trường:
Sonic boom và lượng khí thải cao từ máy bay siêu thanh gây lo ngại về ô nhiễm và tổn hại tầng ozone. Trong bối cảnh ngành hàng không đang ưu tiên phát triển bền vững, việc quay lại siêu thanh đối mặt với nhiều thách thức về môi trường.
Nhu cầu thị trường:
Với sự phát triển của các máy bay thân rộng và vé giá rẻ, hành khách ưu tiên chi phí thấp hơn thời gian bay. Các hãng hàng không tập trung vào hiệu quả vận hành thay vì tốc độ, khiến siêu thanh trở thành lựa chọn không khả thi.
Liệu máy bay thương mại còn cơ hội bay siêu thanh?
Mặc dù Concorde đã ngừng hoạt động, các công ty như Boom Supersonic và NASA đang nghiên cứu máy bay siêu thanh mới với mục tiêu giảm sonic boom (thành “sonic thump”) và cải thiện hiệu suất nhiên liệu.
NASA’s X-59 QueSST và Boom’s Overture dự kiến thử nghiệm trong thập kỷ này, hứa hẹn mở ra kỷ nguyên mới cho bay siêu thanh. Tuy nhiên, để trở thành hiện thực, các rào cản về pháp lý, kinh tế và môi trường cần được giải quyết triệt để.