Máy Bay Điện X1: Khởi Đầu Mới Cho Ngành Hàng Không Bền Vững

Chuyến bay thử nghiệm đột phá và thách thức về chi phí nhiên liệu

Trong thời gian gần đây, giá nhiên liệu hàng không quốc tế đã đạt tới mức 3,50 USD mỗi gallon, ghi nhận sự tăng vọt lên đến 63% so với năm trước. Đối với nhiều hãng hàng không tầm trung, chi phí nhiên liệu hiện chiếm khoảng 30% tổng chi phí vận hành. Sự gia tăng này đã dẫn đến giá vé máy bay ngày càng cao, nhiều chuyến bay bị hủy và làm giảm lợi nhuận của các công ty này.

Trong bối cảnh đó, vào ngày 12 tháng 8 vừa qua, tại một sân bay gần thành phố Plattsburgh, New York, một sự kiện lịch sử đã diễn ra. Chiếc máy bay có chiều dài 23,2 mét và sải cánh 32,3 mét đã thực hiện thành công toàn bộ quy trình từ lăn bánh, cất cánh, bay trên không, đến hạ cánh an toàn. Chuyến bay kéo dài khoảng 27 phút, đạt độ cao tối đa 335 mét mà không tiêu tốn bất kỳ một giọt nhiên liệu hóa thạch nào.

Chiếc máy bay thử nghiệm mang tên X1, được phát triển bởi công ty khởi nghiệp Heart Aerospace. Đây là chiếc máy bay thuần điện lớn nhất từng thực hiện chuyến bay thành công trong lịch sử hàng không.

Theo thông tin từ nhà sản xuất, toàn bộ chuyến bay chỉ tiêu tốn khoảng 5 USD cho điện năng sử dụng. Để so sánh, một chiếc máy bay có cùng kích thước sử dụng nhiên liệu truyền thống sẽ tiêu tốn hàng trăm USD cho nhiên liệu.

Từ ý tưởng tại MIT đến sự chuyển mình của Heart Aerospace

Ý tưởng thành lập doanh nghiệp bắt nguồn từ năm 2013, khi Anders Forslund, một nghiên cứu sinh người Thụy Điển, làm việc tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT).

Tại đây, ông nhận thấy sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ máy bay không người lái và thành công của Tesla trong việc thực hiện xe điện, từ đó nhận ra rằng điện hóa ngành hàng không chỉ còn là vấn đề thời gian.

Quay trở về Thụy Điển, ông tham gia dự án nghiên cứu hàng không điện Elise dưới sự tài trợ của Vinnova. Năm 2018, Anders cùng vợ Klara đã thành lập Heart Aerospace tại một nhà xưởng cũ ở Gothenburg. Đến năm 2019, công ty đã vượt qua hơn 12.000 hồ sơ để tham gia chương trình ươm tạo Y Combinator tại Silicon Valley và thu hút thành công 2 triệu USD từ quỹ EQT Ventures.

Năm 2021, quỹ Breakthrough Energy Ventures do Bill Gates dẫn đầu đã đầu tư 35 triệu USD, với sự tham gia của United Airlines và Mesa Air Group. Tính đến nay, tổng số vốn huy động của công ty lên tới khoảng 192 triệu USD.

Đến tháng 4 năm 2025, Heart Aerospace đã quyết định chuyển trụ sở chính sang Los Angeles, Mỹ. Nguyên nhân là do thị trường châu Âu không đạt kỳ vọng khi các cuộc thảo luận chỉ tập trung vào việc pha trộn nhiên liệu sinh học cho động cơ truyền thống, thay vì hướng tới phát triển máy bay thuần điện hay hydro. Trong khi đó, Mỹ là nơi tập trung nhiều nhà đầu tư và khách hàng tiềm năng.

Thực trạng công nghệ pin và thách thức trong ngành hàng không

Khác với các loại máy bay điện cất hạ cánh thẳng đứng (eVTOL) thường được sử dụng cho di chuyển ngắn trong thành phố, mẫu X1 thuộc loại máy bay cất hạ cánh thông thường (eCTOL) cần đường băng cho hoạt động. Mục tiêu của Heart Aerospace là phát triển dòng máy bay thương mại ES-30 để thay thế các máy bay cũ như ATR 42 hay Saab 340, với tiêu chuẩn chứng nhận tương tự Boeing 737 hay Airbus A320.

Tuy nhiên, khối lượng của pin là một thách thức lớn nhất do mật độ năng lượng của pin lithium-ion hiện tại chỉ bằng 1/75 so với nhiên liệu hàng không truyền thống và cải thiện rất chậm. Thêm vào đó, các quy định an toàn hàng không yêu cầu máy bay phải có đủ năng lượng dự phòng, khiến trọng lượng pin trở thành vấn đề lớn.

Vì vậy, vào tháng 9 năm 2022, Heart Aerospace đã chuyển hướng sang phát triển máy bay lai điện ES-30, sử dụng nhiên liệu hóa thạch cho các chặng bay dài và pin cho các chặng ngắn nhằm tối ưu chi phí. Đến tháng 5 năm 2024, công ty đã hoàn thiện cấu trúc lai với hai động cơ điện và hai động cơ chạy bằng nhiên liệu, cho phép máy bay bay thuần điện khoảng 200 km và mở rộng tầm bay lên 800 km khi sử dụng động cơ đốt trong.

Chiếc X1 được trang bị bốn động cơ điện công suất 400 kW mỗi chiếc, tổng công suất đạt 1.600 kW. Về mặt vận hành, động cơ điện không bị giảm công suất ở độ cao lớn, trong khi thiết kế sải cánh dài giúp tạo đủ lực nâng ở tốc độ thấp.

Thách thức thương mại và triển vọng tương lai

Mức chi phí 5 USD được công bố chỉ tính cho điện năng tiêu thụ trong chuyến bay, chưa bao gồm chi phí bảo trì, di chuyển trên mặt đất hay hạ tầng sạc. Tuy nhiên, Heart Aerospace hy vọng dòng máy bay ES-30 sẽ giảm hơn 40% chi phí vận hành so với máy bay truyền thống nhờ vào công nghệ động cơ điện đơn giản. Công ty đã nhận được các cam kết đặt hàng trị giá 9,4 tỷ USD từ United Airlines, Air Canada và nhiều đối tác khác.

Tuy nhiên, lịch sử ngành hàng không đã chứng kiến không ít công ty thất bại. Hãng Eviation từng thử nghiệm mẫu máy bay điện Alice 9 chỗ nhưng đã phải cắt giảm quy mô vào năm 2025. Hãng Wright Electric cũng không còn hoạt động từ năm 2023.

Hiện tại, Cục Hàng không Liên bang Mỹ (FAA) đã cấp chứng chỉ bay thử nghiệm cho X1 và đầu tư 4,1 triệu USD cho chương trình phát triển ES-30. Phiên bản tiếp theo là X2 sẽ thử nghiệm khả năng kết hợp giữa động cơ điện và động cơ đốt trong, nhưng việc cấp chứng nhận cho mô hình ES-30 có thể sẽ bị hoãn đến năm 2029 và kế hoạch thương mại hóa vào năm 2031.

Khi mà chưa có pin nào đạt tiêu chuẩn an toàn hàng không thương mại, khả năng huy động vốn tiếp theo sẽ quyết định sự sống còn của doanh nghiệp này.