Tốc độ có thể đạt được là một trong những thước đo sự tiến bộ của các phương tiện vận chuyển hiện nay. Khi nhắc đến máy bay, xe hơi hay tàu điện,... chúng ta thường xét tới tốc độ tối đa mà nó có thể đạt được. Hiện nay, chúng ta đã có những chiếc máy bay có thể đạt được tốc độ âm thanh, tốc độ 434km/h của chiếc siêu xe Hennessey Venom GT hay những con tàu điện tại Nhật chỉ mất hơn 3 giờ để đi từ Tokyo đến Osaka. Vậy tốc độ của những phương tiện vận chuyển trong tương lai sẽ như thế nào?
>>> NASA muốn hồi sinh vận tải hàng không siêu thanh
Máy bay
Có một sự thật đáng ngạc nhiên và trái ngược với suy nghĩ của chúng ta là những chiếc máy bay chở khách thương mại hiện nay đang bay với tốc độ chậm chí còn chậm hơn so với máy bay trong những năm 1960. Hiện tại, tốc độ thông thường của những chiếc máy bay thương mại là từ 890 đến 945km/h (480 - 510 knot). Trong khi đó, tốc độ trung bình của chiếc Boeing 707 trong thập niên 1960 là 972,3km/h (525 knot).
Bạn có tin chiếc Boeing 707 hồi những năm 1960 có tốc độ trung bình lớn hơn cả những chiếc máy bay chở khách hiện nay?
Vậy tại sao lại có sự "đi lùi" về tốc độ của máy bay? Theo Giáo sư hàng không vũ trụ Mark Drela: "Vấn đề chủ yếu chính là do để tiết kiệm nhiên liệu. Đi với tốc độ nhanh hơn tương ứng với lượng nhiên liệu trên mỗi hành khách - dặm bay cũng theo đó mà tăng lên. Điều này đặc biệt đúng với những động cơ phản lực high-bypass (động cơ turbofan có hệ số tách dòng cao) thường được thấy cùng với những chiếc cánh quạt có đường kính lớn".
Ngoại lệ gần như duy nhất cho tới hiện nay chính là Concorde. Đây là chiếc máy bay chở khách siêu thanh thương mại được sản xuất bởi Aérospatiale (thuộc tập đoàn hàng không Anh Quốc) với khả năng bay với vận tốc gấp đôi tốc độ âm thanh. Tuy nhiên vì nhiều nguyên nhân khác nhau nên cuối cùng Concorde đã chính thức ngừng hoạt động vào năm 2003. Bên cạnh đó, 1 nhược điểm khá lớn của Concorde chính là do đi với tốc độ quá cao nên nó sẽ tạo ra một làn sóng sốc âm và kết quả cuối cùng là những tiếng nổ lớn trên trên bầu trời.
Concorde - máy bay chở khách siêu thanh thương mại được sản xuất bởi Aérospatiale có khả năng bay với tốc độ gấp đôi vận tốc âm thanh
Tuy đã dừng hoạt động nhiều năm, nhưng Concorde đã phần nào cho chúng ta định hướng được xu hướng của những chiếc máy bay thương mại trong tương lai. Đồng thời, nó cũng góp phần truyền cảm hứng cho nhiều hãng sản xuất máy bay từ khắp nơi trên thế giới không chỉ ở khía cạnh tốc độ mà còn giải quyết nhiều tồn đọng của ngành hàng không trong quá khứ.
Cho tới hiện tại, vài hãng đang phát triển những chiếc máy bay siêu thanh thương mại thế hệ mới. Vấn đề tiếng ồn khi vận hành đã được giải quyết bằng thiết kế thân máy bay đặc biệt, nhỏ gọn giúp giảm hoặc thậm chí là loại bỏ tiếng ồn. Đồng thời, giáo sư Drela cũng cho biết rằng lượng nhiên liệu trên mỗi hành khách - dặm bay đã được cải thiện và không còn là mối lo ngại đối với các hãng hàng không như trong quá khứ.
Tàu điện
Tàu điện Shinkansen - niềm tự hào của ngành đường sắt Nhật Bản
Ở đây, chúng ta sẽ bắt đầu từ 50 năm về trước, thời điểm chiếc tàu điện Shinkansen chính thức được khánh thành tại Nhật Bản, hoạt động trên tuyến đường giữa Tokyo và Osaka với vận tốc lên đến 209km/h. Nhờ đó, thời gian đi từ Tokyo đến Osaka đã giảm từ 6 giờ xuống còn 4 giờ. Và rất nhanh sau đó, con số này đã giảm xuống chỉ còn 3 giờ 10 phút nhờ vào những cải tiến vượt bậc thực hiện bởi các kỹ sư Nhật Bản.
Kể từ đó, tàu điện cao tốc đã trở thành phương tiện di chuyển được phát triển rộng khắp Nhật Bản. Từ các thành thị cho đến thị trấn lớn trên khắp nước Nhật đều có thể bắt gặp phương tiện vận chuyển này. Cho tới hiện tại, tốc độ di chuyển của tàu điện đã đạt con số gần 320 km/h và con số này sẽ còn tiếp tục tăng trong tương lai.
Ảnh minh họa dự án Skytran của NASA với những "chiếc xe" di chuyển trên monorail đệm khí
Không chỉ vậy, Nhật Bản còn được mệnh danh là sở hữu ngành đường sắt có hoạt động đáng tin cậy và an toàn nhất trên thế giớ. Toàn bộ những chuyến tàu đều khởi hành đúng giờ với độ trễ tính bằng giây và chưa bao giờ xảy ra một tai nạn chết người nào kể từ khi bắt đầu đi vào vận hành.
Vậy tương lai của ngành đường sắt sẽ ra sao? Dĩ nhiên đã có một số công ty đang nghiên cứu các ý tưởng góp phần thay đổi diện mạo của ngành đường sắt trong tương lai. Gần đây nhất là dự án SkyTran với hệ thống monorail trên đệm khí của NASA hoặc ý tưởng hệ thống tàu điện dựng thẳng đứng trên các tòa nhà cao tầng có thể đạt vận tốc lên tới 965 km/h, gấp đôi so với tốc độ tàu điện của Nhật hiện nay.
Xe hơi
Austin 1100 - Một trong những chiếc xe bán chạy nhất tại London vào những năm 1960 với vận tốc tối đa 140km/h
Những năm 1960 là thời điểm mà nhu cầu sử dụng xe hơi ngày càng tăng và dần trở thành phương tiện di chuyển phổ biến tại nhiều nơi trên thế giới. Đến giữa thập niên 1960 đã có 1,5 triệu chiếc xe được đăng ký tại London. Vào thời điểm đó, một trong những mẫu xe bán chạy nhất tại Anh là Austin 1100 với vận tốc tối đa là 140km/h và mất 17,3 giây để tăng tốc từ 0 lên 96km/h.
Trong suốt 50 năm phát triển cho tới ngày hôm nay, chắc chắn một điều rằng xe hơi đã có nhiều bước tiến bộ vượt bậc. Trong năm 2012 đã có có 2,6 triệu chiếc xe được đăng ký tại London và 54% số hộ dân tại đây sở hữu ít nhất là 1 chiếc xe hơi. Chiếc xe bán chạy nhất tại London tại thời điểm 2012 là Ford Fiesta với khả năng đạt tốc độ tối đa là 196km/h và thời gian tăng tốc từ 0-96km/h chỉ vỏn vẹn có 9,2 giây.
Trên đây chỉ là 2 số liệu so sánh tại London, nước Anh giữa 2 mốc thời gian 1960 và 2012. Dĩ nhiên là tất cả các mẫu của nhiều nhà sản xuất từ khắp nơi trên thế giới đều tiến hóa, và khái niệm tốc độ tối đa luôn được chú ý như thước đo sự phát triển của xe hơi. Chúng ta đã chứng kiến tốc độ 434km/h của chiếc Hennessey Venom GT, một trong những chiếc xe nhanh nhất thế giới hiện nay. Vậy tương lai thì sao?
Hennessey Venom GT- Một trong những chiếc xe nhanh nhất thế giới hiện nay với tốc độ lên tới 434 km/h
Câu trả lời chắc chắn sẽ là nhanh hơn nữa, tốc độ cao hơn nữa. Nhưng đi kèm với tốc độ cao đó là yếu tố an toàn nhất định phải được đặt lên hàng đầu. Ngoài ra, tương lai của những chiếc xe hơi còn được vẽ lên bởi viễn cảnh của những chiếc xe tự lái. Rõ ràng, những chiếc xe tự lái thậm chí còn an toàn hơn so với được điều khiển bởi con người. Đó sẽ là những chiếc xe biết tự giới hạn tốc độ cho phù hợp với quy định, cho phù hợp với tình hình đường giao thông,... và dĩ nhiên tất cả những điều đó đều hướng tới mục đích chung là tiện lợi và an toàn cho con người.
Xe hơi tự lái sẽ là xu hướng trong tương lai?
Thậm chí, Google còn tuyên bố rằng tính đến hiện tại, 2 vụ tai nạn do xe hơi tự lái gây ra có nguyên nhân là do con người đã điều khiển. Nếu không có gì thay đổi thì chúng ta có thể chắc chắn một điều rằng tương lai của xe hơi sẽ được định hình bởi những chiếc xe hơi tự lái. Rào cản duy nhất khiến giấc mơ đó trở thành hiện thực là hệ thống giao thông và quy chế pháp luật của các nước trên thế giới. Vâng, đó chính là tương lai của xe hơi, tương lai mà có lẽ sẽ không còn những vi phạm luật do quá tốc độ, do say rượu hay nhắn tin khi chạy xe, do vượt đèn đỏ,... gây ra.
Phương tiện của con người trong tương lai?
Ảnh minh họa ý tưởng hệ thống di chuyển ET3
Có rất nhiều ý tưởng được đề xuất nhằm phát triển một hệ thống phương tiện vận chuyển trong tương lai. Một trong những ý tưởng mà mình nhận thấy khá thú vị chính là dự án ET3. Một cách nôm na, ET3 là hệ thống di chuyển theo kiểu không gian ngay trên Trái Đất (Space Travel on Earth). Đây sẽ là một hệ thống di chuyển im lặng, chi phí thấp, an toàn, vận hành bằng điện và đặc biệt là nhanh hơn cả máy bay phản lực.
Theo ý tưởng cơ bản ban đầu, đây sẽ là một khoang hành khách hình con nhộng có kích thước cỡ một chiếc xe hơi, đường kính 1,5 mét, nặng 186 kg và có thể chở được 6 người. "Con nhộng" này sẽ di chuyển bên trong một ống chân không và sẽ được gia tốc bởi động cơ điện tuyến tính. Khi dừng lại tại các trạm, một cơ cấu đóng ống sẽ được kích hoạt nhằm đảm bảo hành khách có thể di chuyển lên xuống mà không cho không khí bên ngoài tràn vào ống dẫn.
Theo dự kiến, hệ thống ET3 sẽ vận chuyển hành khách với tốc độ 600km/h trong nội địa và con số này sẽ tăng lên 6500km/h nếu di chuyển xuyên quốc gia. Với nó, bạn có thể đi từ Hà Nội đến New York chỉ trong vòng 2 giờ đồng hồ. Dĩ nhiên, dự án trên mới chỉ dừng lại ở mức độ ý tưởng ban đầu hết sức sơ khai. Còn phải có nhiều nỗ lực nghiên cứu phát triển trên quy mô lớn và mất khá nhiều thời gian nữa thì nó mới có thể trở thành hiện thực trong tương lai. Tuy nhiên, ý tưởng trên cũng phần nào gợi mở ra cho chúng ta một tương lai nào đó với việc di chuyển sẽ được thực hiện trong những hệ thống ống với tốc độ lên tới 6500km/h. Hãy chờ câu trả lời từ tương lai nhé.
Tiêu đề đã được khoahoc.tv đổi lại.