Thiết bị bay không người lái nhanh nhất thế giới đạt tốc độ 730 km/h

Bằng việc áp dụng những cải tiến kỹ thuật đặc biệt từ vật liệu đến cấu trúc khí động học, thiết bị này đã bỏ xa các đối thủ trên thị trường, đồng thời mở ra một định nghĩa mới về khả năng di chuyển của các phương tiện bay không người lái cỡ nhỏ.

Trên thị trường hiện nay, các thiết bị bay không người lái thương mại phục vụ nhu cầu quay phim, chụp ảnh thông thường chỉ di chuyển với tốc độ tối đa khoảng 50 km/h tùy thuộc vào từng mẫu mã và kích thước. Ngay cả đối với những người chơi chuyên nghiệp, việc đầu tư hàng nghìn đô la để mua một chiếc máy bay không người lái chuyên dụng cho mục đích đua tốc độ cũng chỉ giúp họ chạm đến ngưỡng vận tốc khoảng 100 km/h.

Tuy nhiên, nếu mang ra so sánh với thiết bị do những nhà sáng tạo nội dung từ kênh Drone Pro Hub chế tạo, tốc độ của những thiết bị bay thông thường kia trông giống như đang di chuyển với tốc độ của một con ốc sên. Sản phẩm mới này đã đẩy ranh giới của kỹ thuật cơ khí và điện tử lên một tầm cao hoàn toàn khác biệt.

Bí quyết công nghệ đằng sau thiết bị bay siêu tốc

Trong một đoạn video công bố gần đây trên mạng xã hội, nhóm phát triển đã trình diễn màn bay thử nghiệm vô cùng mãn nhãn của thiết bị bay mang tên "Blackbird". Đây là một thiết bị bay không người lái được chế tạo hoàn toàn theo phương pháp thủ công và tinh chỉnh riêng biệt nhằm phục vụ mục đích duy nhất là tối ưu hóa tốc độ di chuyển trên không trung.

Vận tốc 730 km/h mà thiết bị này đạt được gần như ngang ngửa với tốc độ hành trình bay của các dòng máy bay thương mại cỡ lớn hiện nay. Lấy ví dụ, một chiếc máy bay chở khách Airbus A320 thường duy trì tốc độ bay ổn định ở mức khoảng 840 km/h ở độ cao hàng nghìn mét. Việc thu hẹp khoảng cách tốc độ giữa một thiết bị bay chạy pin cỡ nhỏ và một chiếc máy bay phản lực chạy bằng nhiên liệu khổng lồ đòi hỏi sự can thiệp của những linh kiện kỹ thuật đặc biệt.

Để hiện thực hóa mục tiêu không tưởng này, những nhà sáng tạo nội dung đã phải đặt hàng chế tạo các bộ phận khí động học độc quyền thay vì sử dụng linh kiện có sẵn. Trọng tâm của sự cải tiến nằm ở hệ thống cánh quạt có thiết kế độc nhất vô nhị. Chúng được đúc thủ công từ vật liệu sợi carbon để bảo đảm độ cứng cáp tuyệt đối, khả năng chịu lực xé cực tốt và duy trì trọng lượng siêu nhẹ. Góc nghiêng của cánh quạt rất lớn, kết hợp cùng hệ thống các răng cưa được tạo hình tỉ mỉ ở ngay phần đuôi của mỗi cánh. Thiết kế mang tính đột phá này đã giúp thiết bị bay kiểm soát luồng không khí đi qua một cách tối ưu.

Các răng cưa ở viền cánh quạt có nhiệm vụ ngăn chặn luồng khí trượt qua bề mặt một cách vô ích, giảm thiểu lực cản ma sát. Thay vào đó, chúng cố tình tạo ra những vùng khí nhiễu động nhằm sinh ra lực đẩy mạnh mẽ, kéo toàn bộ khối động cơ lao về phía trước. Đồng thời, góc nghiêng dốc của cánh quạt làm tăng hiệu suất hoạt động một cách đáng kể khi thiết bị lao đi ở tốc độ cực cao, qua đó giúp hệ thống giảm bớt lượng điện năng tiêu hao từ viên pin vốn có dung lượng giới hạn.

Tuy nhiên, cấu trúc cánh quạt này khiến chiếc máy bay tiêu tốn một lượng điện năng khổng lồ hơn hẳn trong giai đoạn cất cánh khỏi mặt đất và lúc bay treo lơ lửng tại chỗ. Do hai giai đoạn này thường diễn ra trong khoảng thời gian rất ngắn, nhược điểm tiêu thụ điện hoàn toàn không phải là một vấn đề đáng lo ngại đối với một nguyên mẫu sinh ra chỉ để tập trung đua tốc độ đường thẳng.

Hành trình xô đổ kỷ lục và những rủi ro phải đánh đổi

Cột mốc tốc độ 730 km/h vĩ đại này không phải là một kết quả dễ dàng có được. Hai nhà chế tạo đã ghi nhận mức vận tốc tối đa nói trên trong điều kiện lý tưởng khi bay thuận chiều gió. Khi tiến hành thử nghiệm bay ngược chiều gió với lực cản môi trường lớn hơn rất nhiều, thiết bị bay vẫn thể hiện sức mạnh động cơ đáng kinh ngạc với vận tốc đo được đạt 640 km/h. Tính trung bình trong suốt quá trình thử nghiệm ở cả hai chiều bay, vận tốc mà chiếc máy bay này duy trì được là 685 km/h. Thành tích trung bình đầy ấn tượng này đã vượt qua rất xa mức kỷ lục cũ khoảng 656 km/h do Luke Bell thiết lập cách đây một thời gian ngắn.

Con đường đi đến thành công của "Blackbird" trải qua vô vàn khó khăn, rủi ro và tổn thất. Trong những lần cất cánh thử nghiệm đầu tiên, nhóm phát triển đã đánh mất hoàn toàn một nguyên mẫu đắt tiền. Nguyên nhân trực tiếp dẫn đến sự cố đáng tiếc này là do kết nối tín hiệu video truyền trực tiếp từ camera của máy bay về hệ thống điều khiển bị ngắt đột ngột.

Vào thời điểm màn hình tối đen, thiết bị bay đang di chuyển tự do với vận tốc lên tới 630 km/h. Với quán tính di chuyển khổng lồ ở dải tốc độ đó, việc xác định vị trí rơi và tìm lại chiếc máy bay là một nhiệm vụ gần như bất khả thi, chưa nói đến hy vọng hệ thống linh kiện bên trong còn nguyên vẹn.

Ngay cả với chiếc máy bay đã lập kỷ lục thành công, sau khi kết thúc chuyến bay lịch sử và hạ cánh, nó cũng phải hứng chịu một vài hư hỏng nhỏ ở kết cấu khung vỏ bên ngoài. Rất may mắn, những thiệt hại này hoàn toàn nằm trong khả năng khắc phục và sửa chữa của nhóm chế tạo. Những dữ liệu kỹ thuật quý giá thu thập được từ nguyên mẫu kỷ lục này sẽ mở ra cơ hội để họ tiếp tục cải tiến, tối ưu hệ thống nhằm mang lại những phiên bản nâng cấp hoàn hảo hơn với hy vọng đạt được những cột mốc tốc độ vĩ đại hơn trong tương lai.