Boeing 787 Dreamliner có gì đặc biệt: composite, cửa sổ lớn, bay thẳng

Boeing 787 Dreamliner là máy bay thân rộng hai động cơ đầu tiên có thân và cánh làm chủ yếu bằng vật liệu composite sợi carbon thay cho nhôm. Nhờ vật liệu nhẹ, động cơ mới và hệ thống điện thay khí nén, nó tốn ít hơn khoảng 20% nhiên liệu so với chiếc Boeing 767 mà nó thay thế. Máy bay bay lần đầu ngày 15/12/2009, chở khách từ tháng 10/2011, và là loại máy bay đường dài mà hành khách Việt Nam gặp thường xuyên nhất.

Từ "Sonic Cruiser" đến Dreamliner

Đầu những năm 2000, Boeing từng giới thiệu một ý tưởng gọi là Sonic Cruiser, bay gần tốc độ âm thanh để rút ngắn thời gian. Các hãng hàng không không mặn mà: sau năm 2001, họ cần tiết kiệm tiền hơn là tiết kiệm vài chục phút. Boeing đổi hướng, làm một máy bay bay ở tốc độ thông thường nhưng rẻ hơn hẳn khi khai thác. Dự án mang tên 7E7, chữ E là "efficiency", hiệu quả.

Tên Dreamliner được chọn qua một cuộc bình chọn trực tuyến năm 2003. Tháng 4/2004, All Nippon Airways (ANA) của Nhật đặt mua 50 chiếc, trở thành khách hàng khởi động, và máy bay được đổi tên chính thức thành 787.

Chặng đường sau đó gian nan hơn dự tính nhiều. Kế hoạch ban đầu là giao chiếc đầu tiên năm 2008, nhưng chương trình bị chậm hơn ba năm vì vướng nhiều khâu: phần mềm, các mối ghép composite, linh kiện do đối tác giao không đủ chuẩn, cả một cuộc đình công dài của công nhân. ANA nhận chiếc đầu tiên tháng 9/2011, và chuyến bay chở khách đầu tiên là chuyến thuê bao từ Tokyo đi Hong Kong ngày 26/10/2011.

Composite: thân máy bay nướng trong lò

Khoảng một nửa trọng lượng kết cấu của 787 là composite, chủ yếu là nhựa gia cố sợi carbon. Nhôm chỉ còn khoảng 20%, phần còn lại là titan, thép và vật liệu khác. Để so sánh, chiếc Boeing 777 ra đời năm 1995 chỉ có khoảng 12% composite.

Cách làm thân máy bay cũng khác hẳn. Máy bay nhôm truyền thống ghép từ hàng nghìn tấm kim loại tán đinh lên khung. Thân 787 được quấn từng lớp băng sợi carbon tẩm nhựa quanh một khuôn hình trụ khổng lồ, rồi đưa vào lò hấp (autoclave) để đóng rắn thành một khúc liền. Ít mối ghép hơn nghĩa là ít đinh tán, nhẹ hơn và ít chỗ bị ăn mòn.

Composite không bị gỉ và chịu mỏi tốt hơn nhôm. Đó là chìa khoá cho những thay đổi trong khoang khách mà hành khách cảm nhận được.

Những thứ hành khách cảm nhận được

Áp suất khoang cao hơn

Máy bay luôn được nén khí để khoang khách giống như ở trên một ngọn núi, không phải ở độ cao bay thật 11–12 km. Với máy bay nhôm, độ cao tương đương này thường khoảng 2.400 m: nén nhiều hơn thì thân nhôm chóng mỏi. Thân composite của 787 chịu được chênh áp lớn hơn, nên độ cao khoang chỉ khoảng 1.800 m. Ở mức này, máu hấp thu ô-xy tốt hơn, nhiều người thấy đỡ mệt và đỡ nhức đầu sau chuyến bay dài.

Không khí bớt khô

Không khí trên cao rất khô, và khoang máy bay nhôm thường bị giữ khô để tránh hơi nước đọng gây ăn mòn khung. Composite không sợ ăn mòn, nên 787 giữ được độ ẩm khoang cao hơn một chút. Mắt và họng ít khô rát hơn.

Cửa sổ lớn và tự tối

Cửa sổ của 787 khoảng 47 × 27 cm, to nhất trong các máy bay chở khách thời đó. Thay vì tấm che kéo lên kéo xuống, kính có lớp điện sắc (electrochromic): bấm nút là kính chuyển dần sang màu xanh sẫm, mờ tới gần như tối hẳn, nhưng vẫn nhìn được ra ngoài. Tiếp viên có thể chỉnh cả khoang cùng lúc.

Ánh sáng và độ êm

Khoang dùng đèn LED đổi màu theo thời điểm chuyến bay, ví dụ ánh hồng cam dịu lúc đánh thức khách buổi sáng. Hệ thống cảm biến ở mũi máy bay điều khiển cánh lái tự động để giảm bớt rung lắc khi gặp nhiễu động nhẹ. Hai động cơ có viền răng cưa ở vỏ ống xả (chevron) giúp giảm tiếng ồn.

Máy bay "chạy bằng điện" nhiều hơn

Trên máy bay thông thường, một phần khí nén được trích từ máy nén của động cơ (bleed air) để điều áp khoang, sưởi chống đóng băng cánh và khởi động động cơ. 787 bỏ gần hết hệ thống trích khí đó. Thay vào là các máy nén điện riêng cho điều hoà, dây điện nhiệt chống đóng băng trên cánh, phanh bánh xe bằng điện. Động cơ không phải "chia sức" nên tiết kiệm nhiên liệu hơn.

Cái giá là máy bay cần nhiều điện hơn hẳn, và ắc quy lithium-ion được chọn vì nhẹ. Tháng 1/2013, hai sự cố ắc quy quá nhiệt xảy ra liên tiếp: một chiếc của Japan Airlines bốc khói khi đỗ ở Boston, một chiếc của ANA phải hạ cánh khẩn cấp ở Nhật. Cơ quan Hàng không Liên bang Mỹ (FAA) cấm bay toàn bộ đội 787, lần cấm bay cả một dòng máy bay đầu tiên của họ kể từ năm 1979. Boeing thiết kế lại ắc quy, thêm hộp thép bọc kín và đường xả khí ra ngoài thân; máy bay được bay lại từ tháng 4/2013.

Ba phiên bản và cuộc đổi chiến lược đường bay

Hai loại động cơ được chọn là GEnx-1B của General Electric và Trent 1000 của Rolls-Royce. Điểm đặc biệt: hai loại dùng chung giao diện gắn kết, về lý thuyết hãng có thể đổi loại động cơ trên cùng một máy bay.

Giá trị lớn nhất của 787 là giúp các hãng mở đường bay thẳng giữa những thành phố trước đây không đủ khách để dùng máy bay lớn. Thay vì bay về một sân bay trung chuyển rồi lên máy bay khổng lồ, khách có thể đi thẳng. Ví dụ nổi bật: tháng 3/2018, Qantas mở đường bay thẳng Perth – London bằng 787-9, dài khoảng 14.500 km, mất khoảng 17 tiếng, lần đầu tiên nối Úc với châu Âu không cần dừng. Đây cũng là một trong những lý do khiến A380 bốn động cơ dần mất chỗ đứng.

Làm ở khắp thế giới, lắp ở Mỹ

787 cũng là thử nghiệm về cách sản xuất. Boeing giao cho đối tác không chỉ làm linh kiện mà làm trọn từng khối lớn: cánh làm ở Nagoya (Nhật), các khúc thân ở Nhật, Ý và Mỹ, rồi chở về nhà máy lắp ráp bằng những chiếc 747 cải tạo gọi là Dreamlifter. Lắp ráp cuối cùng ban đầu ở cả Everett lẫn North Charleston, từ năm 2021 dồn hết về North Charleston, bang South Carolina.

Cách làm này giúp chia rủi ro tài chính nhưng khiến Boeing khó kiểm soát chất lượng. Những năm 2021–2022, việc giao 787 bị dừng nhiều tháng để kiểm tra các khe hở nhỏ ở mối ghép thân máy bay không đúng dung sai.

787 ở Việt Nam và cách nhận ra nó

Vietnam Airlines nhận những chiếc 787-9 đầu tiên từ giữa năm 2015, sau đó bổ sung 787-10, và dùng dòng máy bay này cho phần lớn các đường bay đi châu Âu, Úc, Nhật, Hàn và một số đường bay trục nội địa giờ cao điểm. Bamboo Airways cũng từng khai thác 787-9. Vì vậy với nhiều người Việt, chuyến bay đường dài đầu tiên trong đời rất có thể là trên một chiếc Dreamliner.

Nhận ra 787 khá dễ khi đứng ở sân bay: cánh dài, mảnh và cong vút lên khi bay (đầu cánh có thể nâng lên vài mét so với lúc đỗ), không có winglet mà đầu cánh vuốt nhọn ra sau; mũi máy bay tròn, kính buồng lái chỉ có bốn tấm với mép dưới lượn sóng; vỏ ống xả động cơ có viền răng cưa. Ngồi trên khoang thì dấu hiệu dễ nhất là cửa sổ không có tấm che kéo mà có nút bấm chỉnh độ tối.

Người muốn tìm hiểu thêm có thể xem các tài liệu của Boeing về chương trình 787, hoặc báo cáo điều tra của Uỷ ban An toàn Giao thông Quốc gia Mỹ (NTSB) về sự cố ắc quy năm 2013, một tài liệu công khai giải thích rất rõ cách cơ quan điều tra lần ra nguyên nhân từ một khối ắc quy cháy đen.