Không chỉ Việt Nam, mà cả Mỹ, châu Âu và Nhật đều hướng tới "đường bay vàng"

Thử nghiệm về "đường bay vàng" bay thẳng Hà Nội - TP.HCM đang gây nhiều tranh cãi. Tuy nhiên, một bài viết trên trang Economist cho rằng, với việc ngày càng có nhiều máy bay bay trên bầu trời, công nghệ mới sẽ cho phép phi công lựa chọn tuyến đường bay trực tiếp riêng nhưng vẫn tránh không bị va chạm vào nhau.

Trong một tòa nhà kín mít ở ngoại ô Madrid, một nhóm người đang chăm chú theo dõi loạt các biểu tượng màu di chuyển liên tục qua các màn hình máy tính. Mỗi biểu tượng là một chiếc máy bay đang bay qua miền nam châu Âu. Ở phòng bên cạnh, một nhóm khác lại dõi theo các chuyến bay qua châu Á, và phòng bên cạnh nữa, mọi người đang theo dõi máy bay bay qua Nam Mỹ. Đây không phải là những chuyến bay thực thụ, mà chỉ là mô phỏng của hãng công nghệ Indra, Tây Ban Nha, để đào tạo về hệ thống giám sát hàng không mới, hứa hẹn sẽ giúp các chuyến bay hiệu quả hơn bằng cách rút ngắn thời gian bay và giảm trễ chuyến.

Điều khác biệt về những chuyến bay ảo này là một số được "định tuyến tự do", nghĩa là phi công có thể tự do thiết lập đường bay, thay vì bay theo các máy bay khác như trong hành trình bay đã được thiết lập. Định tuyến tự do cho phép máy bay bay đến đích trực tiếp hơn. Với cách này, các hành trình bay đến châu Âu có thể giảm được 10 phút so với trung bình, nhờ đó cũng tiết kiệm nhiên liệu và giảm lượng khí thải carbon dioxide.

Nhìn bề ngoài, bay định tuyến tự do có vẻ là một thảm họa. Nếu các máy bay có thể bay đâu tùy thích, nguy cơ va chạm sẽ gia tăng. Tuy nhiên, những người điều khiển ở Madrid không hề lo lắng. Ngoài một vài điều chỉnh để tránh các điểm thời tiết xấu, họ để cho máy bay tự bay. Điều này có thể thực hiện được, vì quỹ đạo của mỗi chiếc máy bay đã được máy tính tính toán khoảng 25 phút trước khi bay và các phi công đã được thông báo về mọi điều chỉnh cần thiết nhằm ngăn chặn khả năng va chạm. Nếu mọi máy bay đều bay đúng như kế hoạch, sẽ không cần đến sự can thiệp của những bộ phận điều khiển mặt đất nữa.

Theo truyền thống, trạm điều khiển không lưu đóng vai trò chủ động trong việc giữ cho máy bay cách xa nhau, không bị va chạm. Các hành lang bay có chức năng như làn xe trên đường cao tốc. Máy bay bay qua các khu vực và mỗi khu vực được giám sát bởi các bộ điều khiển không lưu với sự hỗ trợ của radar. Khi máy bay chuẩn bị bước vào một khu vực mới, phi công và trạm điều khiển liên lạc với nhau qua radio. Sau đó, trạm điều khiển sẽ hướng dẫn phi cách giữ khoảng cách an toàn, cả về chiều dọc và chiều ngang, với các máy bay khác.

Giải pháp trên đã được thử nghiệm và đáng tin cậy, nhưng sẽ gặp thách thức khi nhu cầu đi lại bằng đường hàng không gia tăng. Nhu cầu này thực sự khổng lồ! Trong 40 năm qua, số hành khách hàng không trên toàn thế giới đã tăng gấp mười lần lên 3,1 tỷ người vào năm 2013. Đến năm 2030, dự kiến ​​con số đó sẽ trên 6,4 tỷ người.

Các hành lang bay thường xuyên đi theo những tuyến đường sẵn có và ngoằn ngoèo. Nhiều hệ thống radar vẫn dùng công nghệ những năm 1940 và chỉ cung cấp khả năng xem rất giới hạn những gì có trong không khí. Ở châu Âu, các chuyến bay phải giàn xếp với nhau trong một mê cung có đến 64 khu vực không lưu do nhiều quốc gia khác nhau điều khiển. Tất cả điều này làm gia tăng thời gian cuộc hành trình, và đặt ra những hạn chế trên hệ thống vì sự cần thiết phải duy trì khoảng cách an toàn của máy bay.

Chính vì thế, công cuộc cải tạo đang được tiến hành. Mặc dù bị trì hoãn nhiều lần và hạn chế về ngân sách, chương trình hiện đại hóa không lưu NextGen của Mỹ đang từng bước hình thành. Trong khi đó, châu Âu cũng có sáng kiến Single European Sky, tăng cường hợp tác và giảm trung tâm kiểm soát. Nhật Bản cũng đang có dự án cải tạo hệ thống không lưu của đất nước.

Một yếu tố của quá trình hiện đại hóa là lắp đặt bộ thiết bị mới cho máy bay. Đó là hệ thống Automatic Dependent Surveillance-Broadcast (ADS-B). Mọi máy bay ở châu Âu buộc phải có hệ thống này vào năm 2017 và ở Mỹ là năm 2020. Hệ thống ADS-B sử dụng định vị vệ tinh để các phi công xác định vị trí của họ chính xác hơn so với radar và radio. Nó cho phép máy bay giữ khoảng cách gần nhau hơn một cách an toàn, để nhiều máy bay có thể bay cùng một lúc. Điều quan trọng là nó cũng thiết lập liên kết dữ liệu với các trung tâm kiểm soát và với các máy bay khác bằng cách thường xuyên phát sóng dấu hiệu nhận dạng của máy bay, vị trí của nó và các thông tin khác.

Với những dữ liệu này, kết hợp với quỹ đạo của máy bay, việc kiểm soát chuyến bay có thể "dựa trên việc chúng ta biết rõ máy bay đang ở đâu tại bất kỳ điểm nào", Gonzalo Gavin, giám đốc chương trình tại Indra cho biết. Indra đã cài đặt một hệ thống như thế tại trung tâm điều khiển ở Prestwich, Scotland, do NATS, một công ty của Anh điều hành. Trung tâm ở Prestwick cung cấp các dịch vụ trên đường đi qua miền Bắc nước Anh và cho các chuyến bay bay qua một phần của Bắc Đại Tây Dương. Với tên gọi iTEC (viết tắt của cụm từ interoperability Through European Collaboration), các hệ thống quỹ đạo do Indra phát triển cùng với các nhà cung cấp không lưu ở Tây Ban Nha, Đức, Anh và Hà Lan là một phần của sáng kiến Single European Sky.

Trong một chuyến bay thông thường, phi công có thể lên, xuống, thay đổi tiến trình tại các điểm khác nhau và tăng hoặc giảm tốc độ nhiều lần. Nhưng với hệ thống kiểm soát dựa trên quỹ đạo, chuyến bay sẽ mượt mà hơn và ngắn hơn, ông Gavin cho biết, đồng thời có khả năng hạ cánh đúng giờ hơn.

Sơ đồ biểu thị sự khác nhau giữa các tuyến đường bay khi áp dụng công nghệ kiểm soát không lưu mới. Bên trái là đường bay hiện nay và bên phải là đường bay mới khi áp dụng phương pháp kiểm soát không lưu dựa trên quỹ đạo

Khả năng dự đoán thời gian hạ cánh chính xác hơn có nghĩa là sẽ bớt được những bước lòng vòng trong việc tổ chức mô hình bay khi các máy bay chờ đợi tiếp đất, Alastair Muir, Giám đốc hoạt động tại Prestwick, nói. Điều đó sẽ cho phép nhiều máy bay sử dụng cái gọi là "phương pháp xuống liên tục" khi hạ cánh. Đây là một thủ tục liên quan đến quá trình hạ cánh, giống như máy bay phải lượn ổn định về phía đường băng. Nó đòi hỏi ít lực đẩy động cơ hơn, vì vậy giúp tiết kiệm nhiên liệu và cũng đỡ tiếng ồn hơn.

Dĩ nhiên, việc chuyển đổi sang phương pháp định tuyến tự do sẽ không xảy ra ngày một ngày hai - ngành công nghiệp hàng không nổi tiếng thận trọng trong việc áp dụng công nghệ và quy trình mới. Đầu tiên, phi công phải có khả năng chọn một số tuyến đường có sẵn, lúc đó phương pháp định tuyến tự do mới có khả năng "cất cánh".

Quang cảnh trong một trung tâm điều khiển bay

Phương pháp này phải tăng cường sự an toàn và cảnh báo sớm nếu có một cái gì đó trục trặc. Mặc dù không ai biết điều gì đã xảy ra với chuyến bay MH370 của Malaysia Airlines, hệ thống mới có thể cảnh báo các cán bộ điều khiển rằng chiếc máy bay đã không ở trong quỹ đạo của nó ngay sau khi có sự thay đổi.

Hoạt động tự động hóa cao, thế hệ kiểm soát không lưu mới cũng sẽ có tác dụng trong việc ứng dụng thương mại các máy bay không người lái dân sự. Hiện nay, các nhà chức trách hàng không đang phải đối mặt với áp lực ngày càng tăng từ các công ty về việc cho phép sử dụng máy bay không người lái trong nhiều ứng dụng khác nhau, từ chụp ảnh trên không để khảo sát, tìm kiếm cứu nạn, cung cấp hàng hóa và cung cấp Wi-Fi tạm thời. Dù các quy định đang dần dần được đặt ra, nhưng nhìn chung hoạt động của máy bay không người lái dân sự vẫn còn hạn chế ở hầu hết các nước, đặc biệt là... Mỹ.

Với các hệ thống vận hành theo dữ liệu như ADS-B và hệ thống kiểm soát dựa trên quỹ đạo, việc theo dõi đường bay của máy bay không người lái có thể tự động, Benjamin Trapnell đến từ trường Đại học North Dakota nhận định. Đây cũng là một trong những tổ chức đầu tiên đưa ra khóa học về vận hành máy bay không người lái.

Các chuyến bay thử nghiệm bởi BAE Systems tại Anh cũng cho thấy cách máy bay không người lái đáp ứng với các hướng dẫn điều khiển không lưu. Điều này được thực hiện nhờ các giao tiếp radio qua lại giữa máy bay không người lái và phi công, người điều hành chiếc máy bay trên mặt đất. Dù chi phí điều hành bay không người lái chỉ bằng một phần nhỏ so với máy bay trực thăng hoặc máy bay hạng nhẹ, song việc sử dụng máy bay không người lái chắc chắn sẽ làm cho bầu trời thậm chí còn bận rộn và đông đúc hơn.

Đây lại là một lý do nữa cho thấy tại sao việc hiện đại hóa hệ thống điều khiển không lưu thực sự cần thiết. Việc tổ chức không phận theo từng lĩnh vực chức năng chứ không phải theo biên giới quốc gia như hiện nay, sẽ nâng cao hiệu quả rất nhiều, đặc biệt ở châu Âu. Và với các hệ thống dựa trên dữ liệu, cạnh tranh sẽ cao hơn, mang lại cơ hội cho phi công lựa chọn nhà cung cấp giải pháp kiểm soát giao thông hàng không.

EU rất lạc quan về triển vọng. Họ dự kiến ​​giải pháp kiểm soát dựa trên quỹ đạo sẽ nâng cao an toàn vì con người sẽ ít có "chỗ" để gây lỗi. Châu Âu cũng hy vọng sáng kiến Single European Sky sẽ cung cấp khả năng xử lý số chuyến bay nhiều gấp ba lần hiện nay, cắt giảm chi phí kiểm soát không lưu và tiết kiệm cho các hãng hàng không trị giá khoảng 9 tỷ Euro (12 tỷ USD) mỗi năm. Các máy bay sẽ có thời gian hạ cánh trung bình trong vòng 1 phút, và những hành khách thường xuyên đi máy bay rất đáng được "cảm thông" nếu họ nghĩ đó chỉ là một chút "ổ gà" trên bầu trời.

Hoàng Lan

Theo The Economist