Công nghệ Ô tô bay (eVTOL) – Giải pháp định hình ngành vận tải trong tương lai

Công nghệ ô tô bay hay còn gọi là eVTOL (electric Vertical Takeoff and Landing), đang nổi lên như một giải pháp cách mạng trong ngành vận tải. Những phương tiện này, sử dụng năng lượng điện và có khả năng cất cánh và hạ cánh thẳng đứng, hứa hẹn sẽ thay đổi cách chúng ta di chuyển trong các thành phố đông đúc, giảm thiểu ùn tắc giao thông và cung cấp một lựa chọn vận chuyển mới nhanh hơn, bền vững hơn. Với những tiến bộ đáng kể trong công nghệ, khung pháp lý và tiềm năng thị trường, eVTOL đang trở thành một yếu tố quan trọng trong tương lai của ngành vận tải.

Hành lang pháp lý mở đường cho phát triển

Một bước ngoặt quan trọng trong năm 2025 là việc Cục Hàng không Liên bang (FAA) của Mỹ hoàn tất quy định mới cho các loại máy bay Powered-lift. Quy định này cho phép eVTOL hoạt động tương tự như trực thăng, với các quy tắc cụ thể về đào tạo phi công và chứng nhận. Đây là danh mục máy bay dân dụng mới đầu tiên kể từ những năm 1940, đánh dấu một bước tiến lớn trong việc tạo điều kiện cho các công ty nghiên cứu, chế tạo và khai thác phương tiện vận tải eVTOL vượt qua quá trình chứng nhận phức tạp và triển khai dịch vụ thương mại (FAA new rule for air travel future).

Những nhà tiên phong

Hiện nay, đã có nhiều công ty tham gia trong việc phát triển eVTOL, mỗi công ty đều có những tiến bộ đáng chú ý:

• Joby Aviation: Dự kiến khởi động dịch vụ thương mại chở khách vào cuối năm 2025. Máy bay của họ có thể đạt tốc độ 200 dặm/giờ (320 km/h) và chở được bốn hành khách. Joby đã hoàn thành máy bay thử nghiệm thứ ba, mở rộng sản xuất và nhận được khoản đầu tư 500 triệu USD từ Toyota. Họ cũng đã thực hiện các chuyến bay thử tại Nhật Bản vào tháng 11/2024, chứng minh khả năng vận hành yên tĩnh (Tech Insights).

Chiếc taxi bay mang thương hiệu Toyota của Joby Aviation bay trước ngọn núi Phú Sĩ mang tính biểu tượng ở Nhật Bản – Ảnh: Joby Aviation

• Archer Aviation: Lên kế hoạch bắt đầu sản xuất tại nhà máy ở Georgia vào đầu năm 2025, với mục tiêu sản xuất hai máy bay mỗi tháng vào cuối năm. Máy bay Midnight của Archer có thể chở bốn hành khách, bay từ 20-50 dặm (32-80 km) với tốc độ 150 dặm/giờ (240 km/h) và chỉ cần sạc tối thiểu. Archer đã hoàn thành chuyến bay thử nghiệm chuyển tiếp với tốc độ hơn 100 dặm/giờ (160 km/h) vào tháng 6/2024 và dự kiến khởi chạy dịch vụ tại UAE vào quý 4/2025 (Tech Insights).

Máy bay Midnight của Archer. Ảnh: Archer Aviation

• Beta Technologies: Tập trung vào cơ sở hạ tầng sạc, với kế hoạch triển khai gần 150 trạm sạc vào năm 2025. Công nghệ Charge Cube của họ cho phép sạc nhanh DC với công suất 320 kW AC/DC, có thể sạc đầy máy bay ALIA-250 (chở năm hành khách) chỉ trong 50 phút. Archer cũng đã nhận được chứng nhận UL cho Charge Cube (Beta Technologies).

• Lilium GmbH: Mặc dù gặp khó khăn tài chính vào cuối năm 2024, Lilium đang phục hồi và phát triển Lilium Jet với phạm vi 108 dặm (174 km), tốc độ 154 dặm/giờ (248 km/h) và thời gian sạc 45 phút (Tech Insights).

• EHang: Công ty Trung Quốc này đã đạt được cột mốc quan trọng khi máy bay EH216-S, một phương tiện tự động chở hai hành khách, nhận được chứng nhận loại từ Cục Hàng không Dân dụng Trung Quốc (CAAC), cho phép bắt đầu các hoạt động thử nghiệm (MTU AEROREPORT).

Máy bay EH216-S của Ehang. Ảnh: Ehang

Sự tiến bộ của công nghệ

Các tiến bộ công nghệ đang giải quyết những thách thức chính của eVTOL, bao gồm cơ sở hạ tầng tram sạc, vận hành yên tĩnh và công nghệ pin:

Cơ sở hạ tầng tram sạc

Beta Technologies và Archer đang xây dựng mạng lưới trạm sạc rộng khắp. Archer hợp tác với Atlantic Aviation để lắp đặt trạm sạc tại các thành phố lớn ở Mỹ như New York, Miami, San Francisco và Los Angeles trong năm 2025. Atlantic cũng làm việc với Joby và Lilium để phát triển hạ tầng trạm sạc. Máy bay của Lilium Jet sử dụng hệ thống trạm sạc tiêu chuẩn Combined Charging System, với thời gian sạc 45 phút, tốc độ 154 dặm/giờ (248 km/h) và phạm vi 108 dặm (174 km) (Tech Insights).

Vận hành yên tĩnh

Giảm tiếng ồn là ưu tiên hàng đầu để eVTOL được chấp nhận trong môi trường đô thị. Lilium Jet sử dụng công nghệ cánh quạt ống với lớp lót âm thanh, Joby Aviation đã thiết kế cánh quạt “yên tĩnh như một cuộc trò chuyện” nhờ đường kính lớn và tốc độ đầu cánh chậm, trong khi Archer Aviation tuyên bố máy bay của họ yên tĩnh hơn 100 lần so với trực thăng truyền thống tại cùng một độ cao (Lilium).

Công nghệ pin lưu trữ năng lượng

Pin là yếu tố then chốt cho hiệu suất eVTOL. Hiện nay, pin lithium-ion có mật độ năng lượng 200-300 Wh/kg, dự kiến đạt 400 Wh/kg vào năm 2025 và 500 Wh/kg vào năm 2030. Lilium Jet sử dụng pin 330 Wh/kg cho hệ thống 30 động cơ, trong khi đó máy bay Midnight của Archer Aviation có thể sạc đầy trong 12 phút giữa các chuyến bay (Tech Insights). Ngoài ra, nghiên cứu về Anode silicon hứa hẹn sẽ cải thiện đáng kể dung lượng năng lượng, cho phép sạc nhanh và công suất cao hơn (IDTechEx).

Tiềm năng thị trường và thách thức

Thị trường cho eVTOL được dự báo tăng trưởng mạnh mẽ. Theo một số nguồn tin, thị trường eVTOL toàn cầu được định giá 2,14 tỷ USD vào năm 2024 và dự kiến đạt 170,6 tỷ USD vào năm 2034, với tốc độ tăng trưởng hàng năm (CAGR) 54,95%. Trong dài hạn, thị trường dự kiến tăng trưởng với CAGR hơn 15% từ 2025 đến 2040, đạt hơn 10.000 lượt giao hàng tích lũy vào năm 2040 (Towards Automotive, Stratview Research). Bắc Mỹ hiện chiếm 43% thị trường, nhưng Châu Á – Thái Bình Dương, đặc biệt là Trung Quốc, dự kiến có tốc độ tăng trưởng nhanh nhất nhờ các sáng kiến được Chính phủ hỗ trợ.

Tuy nhiên, ngành vận tải bằng eVTOL còn đối mặt với nhiều thách thức:

• Chứng nhận: Quá trình chứng nhận kéo dài và phức tạp, đòi hỏi các công ty phải đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn bay nghiêm ngặt (AOPA).

• Hạ tầng: Sự thiếu hụt hạ tầng sạc và quản lý không phận là rào cản lớn. Mặc dù các công ty như Beta và Archer đang phát triển mạng lưới sạc, nhưng tiến độ vẫn chưa theo kịp tốc độ phát triển của máy bay (IDTechEx).

• Tài chính: Một số công ty, như Lilium Jet và Volocopter, đã gặp khó khăn tài chính vào năm 2024, làm dấy lên lo ngại về tính bền vững của ngành vận tải này (AOPA).

Công nghệ eVTOL đang mở ra một cuộc cách mạng trong ngành vận tải. Với sự những cải cách về quy định pháp lý, sử phát triển nhanh chóng của công nghệ và nhu cầu thị trường ngày càng tăng, các phương tiện eVTOL có khả năng tái định hình cách chúng ta di chuyển, mang lại một tương lai mà giao thông đô thị trên không không còn là giấc mơ. Năm 2025 đánh dấu một cột mốc quan trọng trong cuộc cách mạng này, với các công ty như Joby Aviation, Archer Aviation và Beta dẫn đầu cuộc chạy đua hướng tới một kỷ nguyên bay mới. Tuy nhiên, để đạt được tiềm năng đầy đủ, ngành vận tải bằng eVTOL cần vượt qua các thách thức về chứng nhận, hạ tầng và tài chính, đồng thời tiếp tục đầu tư vào nghiên cứu và phát triển.

Nguồn: SATI tổng hợp.

Tài liệu tham khảo