Các thành phố cần chuẩn bị gì để eVTOL cất cánh?

Dù có tin hay không, việc di chuyển bằng eVTOL (phương tiện cất cánh và hạ cánh thẳng đứng bằng điện) có thể sẽ trở nên phổ biến như việc gọi xe công nghệ.

Khi hoạt động, eVTOL hứa hẹn sự tiện lợi. Chúng đem lại một phương thức đi lại hoàn toàn mới, nhanh chóng và bền vững hơn các loại phương tiện mặt đất truyền thống.

Thế nhưng, những điều tốt đẹp thường không có khởi đầu suôn sẻ, và eVTOL cũng vậy. Nhiều câu hỏi được đặt ra như: Chúng sẽ cất cánh và hạ cánh ở đâu? Ai sẽ quản lý phương tiện bay này? Giao thông hàng không sẽ bị ảnh hưởng ra sao nếu những chiếc ôtô bay xuất hiện trên bầu trời?

Các vấn đề trên là những yếu tố quan trọng và cấp bách để giải quyết trước khi chúng ta có thể thoái mái di chuyển trên một chiếc ô tô bay.

Bãi đáp riêng cho eVTOL

Không giống như máy bay truyền thống, eVTOL không cần đường băng do có thể cất và hạ cánh theo phương thẳng đứng. Tuy nhiên, chúng vẫn cần có các khu vực cất/hạ cánh riêng có kích cỡ phù hợp và phân bố đều nhau ở các khu vực đô thị.

Đó không phải là một việc dễ dàng trong bối cảnh các eVTOL đang được phát triển với nhiều kích cỡ và hình dạng khác nhau, chưa có tiêu chuẩn thống nhất. Bên cạnh đó, đa số sân bay truyền thống, kể các các sân bay lớn nhất, đều chưa chắc còn đủ không gian làm bãi đáp cho loại phương tiện này.

Một yếu tố quan trọng khác là các trạm sạc cho eVTOL phải được bố trí một cách phù hợp để đảm bảo phương tiện có thể hoàn thành lộ trình mà không lo bị hết điện giữa chừng. Một thách thức khác đối với các cơ quan quản lý là đảm bảo rằng các trạm sạc không phụ thuộc vào một nhà sản xuất duy nhất và có thể tương thích nhiều loại eVTOL khác nhau.

Nhiều công ty đã bắt tay vào phát triển các bãi đáp dành riêng cho phương tiện này, được biết đến với tên gọi chung là “Vertiport”. Chúng có cấu tạo tương tự các bãi đáp trực thăng hiện nay, nhưng được phát triển đặc biệt để hỗ trợ các máy bay di chuyển trên không (AAM) tiên tiến như eVTOL.

2022 được xem là năm mang tính bước ngoặt cho việc ban hành các khuyến nghị và tiêu chuẩn thiết kế bãi đáp dành riêng cho eVTOL. Tháng 3/2022, Cơ quan An toàn Hàng không Liên minh Châu Âu (EASA) trở thành đơn vị đầu tiên trên thế giới công bố Bộ thông số kỹ thuật dành riêng cho việc thiết kế vertiport, cung cấp các hướng dẫn và biện pháp tốt nhất cho cơ sở hạ tầng mặt đất để đáp ứng các hoạt động di chuyển trên không ở môi trường đô thị trong tương lai.

Đến tháng 9 cùng năm, Cục hàng không liên bang Mỹ (FAA) ban hành bộ hướng dẫn thiết kế cho các bãi đáp của eVTOL, gồm các yếu tố quan trọng về tính an toàn trong thiết kế, cùng những khuyến nghị về việc tính phí cơ sở hạ tầng và các yêu cầu với việc xây dựng vertiport tại các sân bay thương mại.

Một số công ty như Ferrovial Vertiports đang hợp tác với nhiều nhà sản xuất và vận hành eVTOL hàng đầu. Trong số này, Lilium đã đồng ý hợp tác với hãng để phát triển mạng lưới các vertiport ở bang Florida (Mỹ).

“Vertiport đang hướng tới những thị trường lớn hơn do chi phí vận hành eVTOL sẽ thấp hơn máy bay trực thăng. Điều này đồng nghĩa với việc lưu lượng giao thông sẽ cao hơn, đòi hỏi các bãi đáp phải lớn hơn để phục vụ lượng lớn hành khách đang ngồi chờ chuyến bay khởi hành”, Kevin Cox, Giám đốc điều hành của Ferrovial Vertiports, cho hay.

Ông Cox cũng lưu ý thêm rằng vertiport cần được đặt ở những nơi có nhu cầu di chuyển bằng eVTOL cao. Trong hầu hết trường hợp, điều này đồng nghĩa với việc chúng phải tương thích với điều kiện cơ sở vật chất ở các khu vực đó. Đi kèm với đó sẽ là những thách thức về quỹ đất và khả năng tương thích với không phận địa phương.

Kiểm soát không lưu 'đời mới'

Cho đến nay, toàn thế giới đang phải đối mặt với một cuộc khủng hoảng lớn về giao thông trên mặt đất. Việc xử lý những chiếc ôtô thông thường đã là vấn đề nan giải, tình hình sẽ phức tạp hơn với hàng trăm chiếc xe bay chao liệng không kiểm soát trên trời.

Vì vậy, giống như máy bay, eVTOL sẽ cần một mạng lưới các hệ thống quản lý và kiểm soát không lưu rộng khắp ở mọi quốc gia. Nó cũng đồng nghĩa với việc các nhà sản xuất eVTOL phải đảm bảo phương tiện của họ có thể vận hành đúng theo các quy định bay hiện có.

Theo Stella-Marissa Hughes, trưởng bộ phận chiến lược di chuyển hàng không tiên tiến, phát triển kinh doanh và quan hệ đối tác tại công ty hàng không dân sự CAE, một trong những giải pháp hiện nay là có thể vận hành các chặng bay eVTOL trên các tuyến dành cho trực thăng. Tuy nhiên, việc quản lý lộ trình trên các chặng bay này cần được nâng cấp triệt để.

“Đây là một vấn đề toàn cầu. Chúng ta cần các hệ thống được thống nhất và số hóa hoàn toàn với một nguồn thông tin chính xác duy nhất, để các công ty có thể tối ưu độ hiệu quả và đưa ra các quyết định trên toàn hệ thống. Hiện có tới 135 giải pháp nhưng chúng đều rời rạc và không có khả năng xử lý lưu lượng được dự báo sẽ rất lớn của phương tiện vận tải hàng không đô thị (UAM) trong tương lai”, bà Hughes cho hay.

Vị chuyên gia từ CAE cũng dự đoán trong giai đoạn đầu, việc quản lý chuyển động của eVTOL sẽ dựa vào các hệ thống kiểm soát không lưu hiện có. Để làm được điều này, cả trung tâm kiểm soát hoạt động của những hãng sản xuất eVTOL lẫn các cơ quan chuyên trách kiểm soát không lưu sẽ cần tự động hóa rất nhiều khi các hoạt động của UAM mở rộng quy mô.

“Điều quan trọng là phải hài hòa cách các phương tiện giao tiếp với nhau, cũng như đảm bảo mọi người đều có thể truy cập và hưởng lợi từ dữ liệu cho các hành lang này”, bà Hughes lưu ý. “Chúng ta cần thu thập thêm dữ liệu, ví dụ như về các kiểu thời tiết cục bộ. Hiện nay có một số dữ liệu thời tiết được thu thập tại các sân bay, nhưng như thế vẫn chưa đủ vì eVTOL sẽ hoạt động ở độ cao thấp và nhạy cảm hơn với các tác động vi khí hậu”, vị này bổ sung

Cơ quan hàng không vũ trụ Mỹ (NASA) cũng có cái nhìn tương tự. “Chúng tôi đang hình dung về một hệ thống gồm thông tin liên lạc kỹ thuật số, dịch vụ không phận và tự động hóa máy bay để cho phép các hoạt động eVTOL ở mật độ cao được tích hợp an toàn vào các không phận hiện có. Điều này phù hợp với những quan điểm của FAA trong tầm nhìn về Hệ thống không phận quốc gia (NAS) và phiên bản hai khái niệm về hoạt động UAM của họ”, kỹ sư Kurt Swieringa của NASA tiết lộ.

NASA đang tham gia vào một số nỗ lực nghiên cứu nhằm nâng cao hệ thống quản lý không lưu và cho phép thực hiện các hoạt động thường xuyên của eVTOL.

“Cơ quan tập trung nghiên cứu nhiều yếu tố của hệ thống, của ngành và FAA, nhằm thúc đẩy toàn bộ lĩnh vực công nghiệp eVTOL vì lợi ích của tất cả mọi người”, ông Swieringa cho biết.

Dù vậy, để eVTOL trở thành một phương thức vận chuyển chung, cần phải tích hợp một số cơ sở hạ tầng, quản lý không phận và hệ thống bay.

“Nhiều hệ thống trong số này cần được xây dựng hoặc quản lý bởi các công ty hoặc tổ chức khác nhau”, kỹ sư của NASA nhận định.

Việt Anh