Tương lai của máy bay không người lái (phần 1)

Từ đầu năm đến nay, máy bay không người lái trở thành một đề tài được chú ý ở Việt Nam khi những chiếc máy bay không người lái thuộc một đơn vị của Viện Hàn lâm KHCN Việt Nam đưa vào thử nghiệm cho các mục tiêu dân sự và mới đây, Tập đoàn Viettel tuyên bố sẽ thử nghiệm máy bay không người lái quân sự của mình.

Để bạn đọc hiểu rõ hơn về máy bay không người lái (hay còn gọi là UAV hay Drone), VnReview đã có bài viết chi tiết về những thông tin cơ bản về UAV. Trong bài tiếp theo này, hy vọng sẽ giúp bạn đọc có câu trả lời tương lai của máy bay không người lái sẽ đạt đến trình độ nào qua phân tích của Gizmag.

Jetstream

Vào tháng 4 năm nay, một chiếc máy bay thử nghiệm hiệu Jetstream của BAE Systems Jetstream đã bay từ Preston, Lancashire, Anh tới Inverness, Scotland và bay ngược trở lại. Chuyến bay 805 km này có một điểm cực kỳ đáng chú ý: phi công không ngồi trên máy bay, mà trong một trạm điều khiển tại Warton, Lancashire.

Hơn nữa, trong hành trình 805 km này máy bay gần như tự động lái toàn bộ. Mặc dù chiếc máy bay không người lái có nguồn gốc là máy bay quảng cáo này nghe giống như một câu chuyện hết sức bình thường, bạn sẽ sớm nhận ra rằng đây có thể là cuộc cách mạng lớn nhất trong ngành hàng không dân dụng kể từ khi anh em nhà Wright thực hiện chuyến bay thành công đầu tiên vào năm 1903.

Chuyến bay Jetstream nói trên là một phần của chương trình "Đánh giá và Thẩm định Các công nghệ Hệ thống Tự động Trên không" (ASTREA), một chương trình của liên minh hàng không Anh với mục đích phát triển ra những chiếc máy bay không người lái có thể hoạt động thường xuyên trên không phận dân dụng. Đây chỉ là một trong số hàng trăm dự án UAV trên toàn cầu, nhưng điểm đáng chú ý là việc sử dụng một chiếc máy bay chở khách không người lái trong chuyến bay này đã bắt đầu xóa nhòa ranh giới giữa những chiếc drone gắn kèm camera thông thường và những chiếc máy bay khổng lồ như Boeing 747.

Cuộc cách mạng UAV

Với nhiều người, UAV (hệ thống bay không người lái) là một khái niệm ...bỗng nhiên xuất hiện. Theo trí tưởng tượng của đại đa số dân chúng, UAV khởi nguồn là những chiếc máy bay do thám được sử dụng trong những ngày đầu của cuộc chiến tại Afghanistan, phát triển dần dần cả về số lượng và sự tinh vi cho đến khi chúng trở thành những máy bay chiến đấu thử nghiệm có khả năng cất cánh từ các tàu hàng không mẫu hạm. Thực tế là ngoài quân sự, UAV đã xuất hiện trong nhiều lĩnh vực khác. Bên cạnh các nhà khoa học và các kỹ sư hàng không, kể cả những con người bình thường có sở thích về khoa học cũng đã tự lắp ráp cho mình những chiếc UAV.

Xét tới nhiều khía cạnh, UAV giống như máy vi tính. Đầu tiên, chúng chỉ xuất hiện nhỏ lẻ. Sau đó, chúng tràn ngập ở khắp mọi nơi: từ những mô hình máy bay trực thăng 4 cánh quạt có khả năng bay vài trăm mét cho tới những chiếc máy bay cỡ lớn được điều khiển qua vệ tinh có khả năng bay trong bán kính hàng nghìn km từ người điều khiển. UAV đang bắt đầu xâm chiếm bầu trời, chúng đang được sử dụng cho nhiều mục đích hơn bao giờ hết.

Một trong những lĩnh vực mà UAV có thể đảm nhiệm là các công việc của cảnh sát. Chỉ cần bỏ đi những quả tên lửa và UAV quân sự sẽ có thể săn bắt tội phạm đường phố giống như săn bắt binh lính của quân thù. Những thử thách mà UAV gặp phải sẽ là gần như tương tự nhau, việc chuyển giao công nghệ cũng là hết sức đơn giản. Một thiết bị ở trên bầu trời có thể được dùng để thực thi các hoạt động hành pháp nói chung, quản lý biên giới đất liền, quản lý biên giới biển, điều khiển giao thông, theo dõi hiện trường tội phạm, tìm kiếm người mất tích và chống nạn buôn ma túy.

UAV của cảnh sát Mỹ

Trong một số cuộc điều trần với quốc hội gần đây, Cơ quan Điều tra Liên bang FBI đã thừa nhận có sử dụng UAV tại Mỹ trong một số trường hợp. Một vài sở cảnh sát tại Mỹ cũng đã được Cơ quan Hàng không Liên bang (FAA) cho phép sử dụng UAV. Tại Canada, một người đàn ông đã được cứu sống nhờ UAV. Tuy vậy, một số địa điểm khác, ví dụ như Seattle (Mỹ) đã từ bỏ kế hoạch sử dụng UAV do cuộc tranh luận UAV trong lĩnh vực hành pháp trở nên quá quyết liệt.

Câu hỏi không phải là liệu chúng ta có nên sử dụng UAV hay không, mà là chúng ta sẽ sử dụng chúng như thế nào? Liệu chúng chỉ nên được sử dụng trong các trường hợp đặc biệt nghiêm trọng, ví dụ như các vụ bắt cóc con tin? Liệu chúng có nên được sử dụng thường xuyên như một chiếc camera TV được lắp đặt trên một cột điện cao vài mét? Các cơ quan cần quản lý những gì khi sử dụng UAV? Vấn đề quyền riêng tư sẽ được giải quyết thế nào? Khi nào thì việc giữ gìn trật tự sẽ vượt quá giới hạn và trở thành theo dõi công chúng?

Trước khi được sử dụng cho việc hành pháp, các UAV dân dụng tại Mỹ gần như không tồn tại. Cơ quan Hàng không Liên bang chỉ có một luật lệ duy nhất liên quan tới UAV: cấm không sử dụng các thiết bị này. Cơ quan này sẽ cho phép UAV hoạt động trong một số trường hợp cá biệt: tổng số trường hợp được sử dụng UAV mới chỉ đạt hơn 300. Phần lớn trong số này có liên quan tới các hoạt động hành pháp, trong khi số còn lại thuộc về các chương trình nghiên cứu tại các trường đại học và các chương trình thử nghiệm (ví dụ như theo dõi các vụ cháy rừng). Ngay cả trong những trường hợp này, phần lớn UAV phải hoạt động trong sự kiểm soát nghiêm ngặt, ví dụ như phải ở trong tầm nhìn của người điều khiển và phải bay ở độ cao thấp.

Số lượng ứng dụng là không giới hạn

Các quốc gia khác cũng áp dụng những điều luật tương tự đối với UAV, song các thiết bị bay không người lái với các mức độ tự chủ khác nhau đã đang được sử dụng và tiềm năng cho công nghệ mới là khá rõ ràng. Một trong những lĩnh vực đó là nông nghiệp: Nhật Bản đã sử dụng UAV nhằm mục đích gieo hạt giống và rải phân bón, tưới nước trong hơn 20 năm qua. UAV có thể được sử dụng trong lĩnh vực được gọi tên "nông nghiệp chính xác". Khi được trang bị các máy chụp hình hồng ngoại và các cảm biến khác, UAV có thể theo dõi vật nuôi và cây trồng, phát hiện bệnh dịch, theo dõi độ lớn của cây trồng và lên lịch thu hoạch. Chúng cũng có thể được dùng để đặt bẫy cho các loài vật gây hại, ví dụ như kiến lửa, chuột... mà không gây hại quá nhiều cho môi trường.

UAV gieo hạt giống của Nhật Bản

Một số lĩnh vực khác mà UAV có thể đảm nhiệm bao gồm khí tượng học: các máy bay robot nhỏ có thể theo dõi các cơn bão, đo đạc các thông số cần thiết trong các hoàn cảnh mà việc sử dụng máy bay có phi công thông thường sẽ trở nên nguy hiểm hoặc không thể.

UAV theo dõi bão

Việc khảo sát tìm dầu, khí ga và khoáng sản cũng có thể được đảm nhiệm bởi các UAV. Không thể phủ nhận được rằng UAV là hoàn hảo cho các công việc vẽ bản đồ, địa vật lý học và khảo sát hình ảnh, đem lại một góc nhìn chỉ có trong giấc mơ của các nhà khoa học một vài năm về trước. UAV cũng có thể được sử dụng để theo dõi và bảo trì các cây cầu cũng như nhiều loại công trình khác.

UAV sử dụng cho khảo cổ

Nhưng, câu hỏi thực sự là, liệu UAV có thể đảm đương nhiệm vụ giao pizza? Ít nhất một công ty đã thử nghiệm loại hình này để quảng bá cho mình, nhưng một cửa hàng tại London thậm chí còn làm tốt hơn với các nhân viên bàn là những chiếc UAV 4 động cơ nhỏ. Những ví dụ này nghe rất buồn cười, song chúng cho thấy tiềm năng vô hạn của công nghệ UAV.

UAV giao pizza

Quân đội Hoa Kỳ hiện đang sử dụng máy bay trực thăng không người lái để chuyển hàng tại Afghanistan và có lẽ trong tương lai gần chúng ta sẽ thấy chúng chiếm dần vai trò của các xe tải cỡ lớn. Nói tóm lại, tất cả những ứng dụng này cho thấy công nghệ UAV đang phát triển theo hàng ngàn hướng khác nhau với tất cả mọi loại cánh phẳng và cánh quạt chuẩn bị mở cửa cho một thời kỳ sáng tạo mới. Cuộc cách mạng UAV là rất đơn giản, cho dù có rất nhiều ứng dụng lớn. Câu hỏi mở ra tương lai là, bên trong UAV không có cái gì - thay cho câu hỏi bên trong UAV có cái gì.

Loại bỏ phi công

Công nghệ thường phát triển theo một cách kỳ lạ. Máy vi tính thực tế đã được phát minh về mặt lý thuyết vào năm 1830, song phải đến thời đại của những con chip bán dẫn chúng mới trở thành hiện thực. Nhiều vật dụng thông thường trong cuộc sống của chúng ta vốn đã từng rất đắt và bất tiện, cho đến khi nhựa được phát minh, cho phép chúng trở nên rẻ tiền và dễ sản xuất. Với UAV, câu chuyện cũng là như vậy. Nhắc tới UAV không chỉ là nhắc tới việc đưa phi công ra khỏi máy bay, mà còn là tất cả những lợi ích to lớn mà sự loại bỏ này có thể đem tới.

Chúng ta thường nghĩ rằng một phi công là không thể thiếu trên một chiếc máy bay, song xét từ nhiều khía cạnh, anh ta là một tài sản ghi nợ. Một con người sẽ gây tốn chỗ, cần ghế ngồi, cần không khí để thở, cần nhiệt độ và áp lực phù hợp, cần đọc và điều khiển nhiều thứ để máy bay có thể hoạt động. Nói chung, phi công gây tốn chỗ, tạo ra thêm cân nặng, và tiêu tốn năng lượng.

Điều tồi tệ hơn là cơ thể con người thường khá mỏng manh. Việc tăng tốc gấp 5 lần gia tốc trọng trường ("G") có thể khiến một phi công không được bảo vệ bị bất tỉnh. Ngay cả gia tốc bằng 2 lần G cũng có thể khiến phi công bất tỉnh nếu như hướng chuyển động khiến cho máu dồn lên não quá nhanh. Chúng ta có thể ngăn ngừa điều này bằng cách xếp vị trí ngồi phù hợp cùng một loại quần đặc biệt ngăn cho máu không tụ lại ở chân, song cuối cùng thì những giới hạn vẫn tồn tại và những giới hạn này sẽ gây ảnh hưởng tới hoạt động của máy bay.

Bây giờ hãy xét tới trường hợp phi công không ngồi trong buồng lái. Chúng ta không còn cần phải nghĩ tới việc bảo đảm an toàn cho phi công, không cần tới các hệ thống điều khiển, không cần tới cả một chiếc cửa có khả năng mở. Chúng ta sẽ tiết kiệm được nhiều không gian và cân năng, cho phép UAV trở nên nhẹ ký và nhỏ hơn rất nhiều. Ví dụ điển hình nhất cho trường hợp này là chiếc máy bay trực thăng 4 động cơ không chuyên. Được điều khiển từ xa, chiếc UAV này không phải chịu đựng cân nặng của phi công, do đó chúng ta có thể tạo ra một chiếc drone nhỏ như chim ruồi, có khả năng bay chừng nào còn đủ nhiên liệu, và đi tới những nơi quá nguy hiểm cho một con người.

X-47B

Vấn đề kích cỡ không phải là vấn đề duy nhất. Hiện nay, các kỹ sư đang đặc biệt hạnh phúc với chiếc UAV chiến đấu X-47B – một chiếc UAV có khả năng hoạt động tốt như một máy bay có người lái. Nhưng khi họ nhận ra rằng không có phi công cần được bảo vệ ở bên trong thì sẽ như thế nào? UAV của tương lai sẽ có khả năng tăng tốc và chuyển hướng theo những cách hoàn toàn có thể giết chết phi công – và thậm chí còn không thể kiểm soát được khi không có sự giúp đỡ của máy vi tính. Xem ra, vũ khí tối thượng của thế kỷ 21 là trí thông minh nhân tạo.

(còn tiếp)

Việt Dũng