Máy Bay Điện X1: Cuộc Cách Mạng Trong Ngành Hàng Không

Chuyến bay thử nghiệm đang mở ra hướng đi mới cho hàng không

Giá nhiên liệu hàng không đã tăng lên mức cao kỷ lục, gần đạt ngưỡng 3,50 USD mỗi gallon, với sự gia tăng 63% so với năm trước. Điều này đã khiến cho chi phí nhiên liệu chiếm khoảng 30% tổng chi phí hoạt động của các hãng hàng không tầm trung, kéo theo nhiều hậu quả như mức vé máy bay tăng vọt, hủy bỏ đường bay và cảnh báo giảm lợi nhuận cho các hãng.

Vào ngày 12 tháng 8, tại sân bay Plattsburgh, New York, một sự kiện quan trọng trong lịch sử hàng không đã diễn ra. Chiếc máy bay dài 23,2 mét với sải cánh 32,3 mét đã hoàn thành quy trình bay thử nghiệm từ lăn bánh, cất cánh, tăng độ cao cho đến hạ cánh an toàn. Chuyến bay kéo dài khoảng 27 phút, đạt độ cao tối đa 335 mét mà không sử dụng bất kỳ nhiên liệu hóa thạch nào.

Máy bay thử nghiệm mang tên X1, do công ty khởi nghiệp Heart Aerospace sản xuất, là chiếc máy bay thuần điện lớn nhất từng cất cánh. Theo báo cáo từ nhà sản xuất, toàn bộ chuyến bay chỉ tiêu tốn lượng điện tương đương khoảng 5 USD, trong khi một chiếc máy bay truyền thống có cùng kích thước sẽ mất hàng trăm USD cho nhiên liệu.

Khởi đầu từ ý tưởng đổi mới tại MIT

Vào năm 2013, một nghiên cứu sinh tiến sĩ tên Anders Forslund từ Thụy Điển đã thực hiện công trình nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT). Tại đây, ông nhận thấy sự phát triển nhanh chóng của công nghệ máy bay không người lái và những thành công của Tesla trong lĩnh vực xe điện. Forslund tin rằng việc điện hóa hàng không chỉ còn là vấn đề thời gian.

Sau khi trở về Thụy Điển, ông tham gia dự án điện hóa hàng không Elise do Vinnova tài trợ. Năm 2018, cùng với vợ, họ thành lập Heart Aerospace tại một nhà xưởng quân sự cũ ở Gothenburg. Đến năm 2019, công ty đã gia nhập chương trình ươm tạo Y Combinator tại Silicon Valley, thu hút khoản đầu tư 2 triệu USD từ quỹ EQT Ventures.

Vào năm 2021, quỹ Breakthrough Energy Ventures do Bill Gates lãnh đạo đã đầu tư 35 triệu USD vào Heart Aerospace, cùng với sự hỗ trợ của United Airlines và Mesa Air Group, đưa tổng số vốn huy động lên khoảng 192 triệu USD sau vòng Series B vào năm 2024.

Đến tháng 4 năm 2025, Heart Aerospace đã quyết định chuyển trụ sở sang Los Angeles, Mỹ, vì thị trường châu Âu không đạt kỳ vọng và các cuộc thảo luận chỉ tập trung vào việc pha trộn nhiên liệu sinh học với động cơ truyền thống. Mỹ lại là nơi tập trung nhiều khách hàng và nhà đầu tư tiềm năng.

Thực tế khắc nghiệt của công nghệ pin

Không giống như các máy bay điện cất cánh thẳng đứng (eVTOL), X1 thuộc dòng máy bay cất cánh thông thường sử dụng cánh cố định. Mục tiêu của Heart Aerospace là phát triển dòng máy bay ES-30 nhằm thay thế những mẫu máy bay chặng ngắn đã cũ kỹ như ATR 42 hay Saab 340, với tiêu chuẩn chứng nhận tương tự như Boeing 737 và Airbus A320.

Tuy nhiên, một thách thức lớn là khối lượng pin. Mật độ năng lượng của pin lithium-ion hiện chỉ bằng 1/75 so với nhiên liệu hàng không truyền thống và chỉ cải thiện 5% mỗi năm. Hơn nữa, quy định an toàn hàng không yêu cầu máy bay phải mang năng lượng dự phòng, biến hình thức dự trữ pin thành một gánh nặng.

Do đó, vào tháng 9 năm 2022, Heart Aerospace đã thay đổi hướng đi sang dòng máy bay lai điện ES-30, trong đó nhiên liệu hóa thạch phục vụ cho các chuyến bay dài, còn pin chỉ dùng cho các chặng ngắn. Đến tháng 5 năm 2024, công ty đã hoàn tất cấu trúc lai với hai động cơ điện và hai động cơ chạy bằng nhiên liệu, cho phép máy bay bay thuần điện khoảng 200 km hoặc mở rộng đến 800 km khi sử dụng động cơ đốt trong với 25 hành khách.

X1 được trang bị bốn động cơ điện với công suất tổng cộng 1.600 kW, giúp nâng được trọng lượng 11 tấn vào bầu trời mà không gặp phải vấn đề suy giảm công suất ở độ cao lớn.

Thách thức thương mại trong ngành hàng không

Chi phí vận hành 5 USD chỉ tính cho lượng điện tiêu thụ trong chuyến bay, chưa bao gồm chi phí khác như bảo trì và hạ tầng sạc. Heart Aerospace đặt mục tiêu giúp ES-30 giảm hơn 40% chi phí vận hành so với máy bay truyền thống nhờ vào cấu trúc động cơ điện đơn giản.

Các hợp đồng đặt hàng trị giá 9,4 tỷ USD đã được ký kết với United Airlines, Air Canada và nhiều hãng khác. Tuy nhiên, ngành hàng không đã chứng kiến nhiều công ty thất bại trong quá khứ, ví dụ như hãng Eviation và Wright Electric.

Hiện nay, Cục Hàng không Liên bang Mỹ (FAA) đã cấp chứng chỉ bay thử nghiệm đặc biệt cho X1 và tài trợ 4,1 triệu USD cho phát triển ES-30. Việc cấp chứng nhận sẽ bị trì hoãn đến sau năm 2029, với dự kiến thương mại hóa vào năm 2031. Trong bối cảnh công nghệ pin chưa đạt yêu cầu, khả năng gọi vốn sẽ quyết định sự tồn tại của doanh nghiệp.