The original post at my site:

Năm 2003, Concorde cất chuyến bay cuối cùng từ New York JFK về London Heathrow, khép lại vòng đời 26 năm ngắn ngủi của chiếc Concorde nói riêng và hàng không siêu thanh dân dụng nói chung.
Vào giữa những năm 50 của thế kỉ 20 các cường quốc Anh, Pháp, Mỹ và Liên Xô đổ hàng trăm triệu dollar trong cuộc chạy đua vũ trang này. Trong bối cảnh hậu chiến tranh thế giới thứ 2, hai ông già Anh và Pháp đang cần chứng minh tiềm lực của mình hơn bao giờ hết. Và chiếc máy bay mang tên Concorde với ý nghĩa là sự hòa hợp, thống nhất, được ra đời dưới trong mối quan hệ hợp tác giữa Anh và Pháp.
Lực nâng (Lift) và lực cản (Drag) là 2 lực khí động học được hình thành trên vật thể bay. Tỉ lệ giữa lực nâng và lực cản (Lift/Drag = L/D) là hệ số xác định đặc tính khí động học của một máy bay, một máy bay có L/D cao có khả năng cất cánh dễ dàng hơn đồng thời có thể nâng được tải trọng lớn hơn. Các thiết kế cánh có sải dài và chiều dài dọc thân ngắn như thường thấy trên các máy bay dân dụng hiện nay là ví dụ điển hình của một thiết kế cánh có tỉ lệ L/D lớn. Mẫu thiết kế cánh này được coi là tối ưu ở vùng dưới vận tốc âm thanh, tuy nhiên lại là một trở ngại lớn đối với những máy bay siêu thanh.
Trái với các máy bay dân dụng thông thường, Concorde sử dụng mẫu thiết kế cánh Delta bởi vì nó có dạng hình tam giác giống như ký tự Delta trong bảng chữ cái hy lạp. Thiết kế cánh Delta là yếu tố tối quan trọng giúp cho Concorde có thể hoạt động trong cả vùng dưới vận tốc âm thanh cũng như trong vùng siêu thanh.
Do phần lớn nhiên liệu của máy bay được chứa trong phần cánh nên các dạng thiết kế cánh dài và hẹp đòi hỏi một chiều dày đủ lớn để chứa đủ nhiên liệu phục vụ chuyến bay.Thiết kế cánh Delta kéo dài dọc thân với diện tích bề mặt lớn cho phép cánh có chiều dày nhỏ hơn rất nhiều so với các mẫu cánh thông thường trong khi vẫn giữ được một lượng nhiên liệu đủ lớn. Cánh Delta có tỉ lệ giữa độ dày cánh và chiều dài chỉ vào khoảng 4% so với từ 9-18% đối với các máy bay thông thương và qua đó giảm một cách đáng kể hệ số lực cản không khí khi vận hành ở tốc độ siêu thanh.
Ngoài ra, thiết kế cánh vát ngược ra phía sau cũng sẽ góp phần giảm hệ số lực cản một cách đáng kể trong khu vực lân cận vận tốc âm thanh cũng như trong vùng siêu thanh.
Là một thiết kế cánh có sải ngắn, cánh delta về cơ bản sẽ có tỉ số L/D nhỏ trong vùng vận tốc thấp. Tuy nhiên cánh Delta lại có độ dài dọc thân máy bay lớn, do có diện tích bề mặt lớn, mặt trên của cánh sẽ hình thành các lốc xoáy khi cất và hạ cánh. Những lốc xoáy này trải dài và tạo nên các vùng áp suất thấp ở toàn bộ bề mặt trên, dẫn đến chênh lệch áp suất giữa 2 bề mặt cánh. Sự chênh lệch áp suất này sẽ tạo nên một phần lực nâng, giảm bớt phần nào khó khăn khi vận hành ở vùng vận tốc thấp.
Mặc dù vậy, hiệu năng của thiết kế cánh này vẫn không thể so được với các sải cánh dài khi vận hành với vận tốc thấp. Bên cạnh việc tiêu thụ gấp 4 lần lượng nhiên liệu so với các máy bay thông thường để cất cánh, chiếc Concorde đòi hỏi phải được cất cánh với một góc tấn rất lớn. Với góc tấn lớn như thế này, các phi công thường không thể nhìn được đường băng lúc hạ cánh và cất cánh. Do đó, mũi của chiếc concorde thường được hạ xuống khi cất cánh và sẽ được nâng lên sau khi cất cánh nhằm gia tăng đặc tính khí động học của máy bay.
Cũng như bất kì một máy bay nào khác, Concorde bị nóng lên do ma sát với không khí. Tuy nhiên do Concorde vận hành phần lớn trong vùng siêu thanh nên vấn đề này trở nên nghiêm trọng hơn so với các máy bay dân dụng khác. Concorde phải sử dụng chính nguồn nhiên liệu của mình như một thiết bị tản nhiệt, làm mát thân máy và các thiết bị thủy lực. Bên cạnh đó, thân máy bay được phủ một lớp sơn trắng có độ phản xạ gấp đôi các loại sơn thông thường. Khi sử dụng lớp sơn này, nhiệt độ của chiếc concorde được giảm xuống từ 6-10 độ. Năm 1996, Hãng hàng không Air France đã sơn một chiếc Concorde thành màu xanh trong một chương trình quảng cáo của Pepsi. Tuy nhiên do đặc tính tản nhiệt của lớp sơn này rất kém nên chiếc Concorde pepsi được khuyến cáo không nên bay quá Mach 1.7.
Mặc dù là một thành tựu công nghệ đáng kể, nhưng Concorde lại là một sự thất bại về mặt kinh tế.
Vào thời điểm Concorde thực hiện các chuyến bay thử nghiệm, phần lớn mọi người đã nhận thức được tiếng nổ mà các máy bay siêu thanh phát ra khi phá vỡ rào cản âm thanh. Với lý do này, Chính phủ Hoa Kỳ chính thức cấm tất cả các chuyến bay siêu thanh qua đất liền. Điều này giới hạn các hãng hàng không chỉ có thể khai thác các đường bay xuyên đại dương như từ bờ Đông nước Mỹ sang lục địa Châu Âu.
Concorde bắt đầu được thiết kế vào những năm 50 của thế kỉ 20, khi mà giá dầu còn rẻ và hiệu năng tiêu thụ nhiên liệu không phải là vấn đề lớn. Các kĩ sư thiết kế cho rằng chi phí phát sinh từ tổn hao nhiên liệu có thể được bù lại bằng việc cắt giảm thời gian bay chỉ còn 1 nửa và giá vé cực kì cao. Tuy nhiên trước khi Concorde được đưa vào vận hành, khủng hoảng dầu mỏ năm 1973 đã đẩy giá dầu lên gấp 4 lần. Do đó việc khai thác Concorde trở nên khó hơn bao giờ hết.
Giá dầu mỏ leo thang cùng với sự giới hạn trong các đường bay, các hãng hàng không dần mất niềm tin vào Concorde. Với 74 đơn đặt hàng tại thời điểm ra mắt, cuối cùng chỉ có 14 chiếc được hoàn thành và đưa vào khai thác sau khi phần lớn các hãng hàng không rút đơn hàng. Bristish Airway và Air France là 2 hãng duy nhất từng sở hữu Concorde vì niềm tự hào dân tộc.
Concorde là tinh hoa kết tinh của ngành hàng không, mọi chi tiết thiết kế đều được đẩy đến giới hạn của công nghệ, thành tựu này được hiện thực hóa vào thời điểm mà tất cả mọi công đoạn thiết kế đều phải được làm trên giấy, hoàn toàn không có sự can thiệp của máy tính. Thất đáng tiếc là Concorde ra đời quá sớm, khi mà nhiều công nghệ còn chưa đạt đến độ chín muồi, dẫn đến sự thất bại đáng tiếc.
Tuy nhiên chúng ta đang ở trong một thời điểm thiên thời địa lợi nhân hòa cho hàng không siêu thanh. Hiện nay, các kĩ sư đang có sự hỗ trợ đắc lực từ công nghệ máy tính. Các mô hình thiết kế có thể được hình thành, phân tích và hiệu chỉnh ngay trên các phần mêm chuyên dụng. Những công đoạn mà trước đây phải mất nhiều ngày thì bây giờ có thể hoàn thành chỉ trong vài giờ.
Công nghệ vật liệu hiện đại như sợi carbon sẽ giảm trọng lượng của máy bay đồng thời gia tăng khả năng chịu nhiệt của thân máy bay khi vận hành với vận tốc siêu thanh. Bên cạnh đó, công nghệ động cơ máy bay hiện nay đã có những bước tiến lớn so với thời đại của Concorde với những động cơ có hiệu năng tiêu thụ nhiên liệu cao cũng như giảm thiểu tiếng ồn khi cất cánh, cho phép máy bay siêu thanh hiện đại hạ cánh ở những sân bay có quy định khắt khe về ô nhiễm tiếng ồn.
Với những công nghệ hiện đại và kinh nghiệm quý báu từ quá trình thiết kế Concorde, hơn bao giờ hết, những mảnh ghép đang ở đúng vị trí, hi vọng vào một ngày không xa, chúng ta sẽ lại được chiêm ngưỡng một thế hệ đàn em của Concorde bay trên bầu trời.
Visit my site for more upcoming posts: