Vào thập niên 1960, ngành hàng không thế giới tràn ngập niềm tin rằng các máy bay siêu thanh (SST) như Concorde sẽ hoàn toàn thay thế máy bay thương mại thông thường trên các tuyến bay đường dài. Đứng trước nguy cơ dòng máy bay chở khách thông thường bị lỗi thời, Boeing và hãng hàng không danh tiếng Pan Am đã quyết định thực hiện một canh bạc lớn: Thiết kế một chiếc máy bay có thể dễ dàng chuyển đổi công năng.
Mục tiêu cốt lõi của Boeing 747 khi đó là phải hoạt động như một máy bay chở hàng chuyên dụng nếu thị trường hành khách không còn khả quan. Để hiện thực hóa điều này, các kỹ sư cần một khoang chứa hàng thông suốt từ mũi đến đuôi máy bay, cho phép mở cửa mũi để xếp dỡ các kiện hàng siêu trường siêu trọng.
Giải pháp duy nhất là phải di chuyển buồng lái lên phía trên khoang hàng. Ban đầu, Boeing định kế thừa cấu trúc hai tầng toàn phần, nhưng những lo ngại về tiêu chuẩn an toàn thoát hiểm đã khiến họ thu hẹp phần cabin phía trên, vô tình tạo nên chiếc "gù" độc nhất vô nhị. Để giảm lực cản khí động học, phần gù được vuốt thuôn dài về phía sau như hình một giọt nước, biến một giải pháp kỹ thuật thuần túy thành biểu tượng thẩm mỹ đi cùng năm tháng.
Triết lý thiết kế hiện đại
Ngày nay, nếu dạo quanh các sân bay quốc tế, hành khách dễ dàng nhận thấy sự thống trị của các dòng máy bay thân rộng hai động cơ, có hình dáng ống trụ thuôn mượt như Boeing 777X, 787 Dreamliner hay Airbus A350. Chiếc gù huyền thoại đã hoàn toàn biến mất trong các bản vẽ thiết kế mới. Lý do đầu tiên nằm ở sự thay đổi căn bản trong triết lý vận hành: Hiệu suất kinh tế và mức tiêu hao nhiên liệu hiện là những yếu tố sống còn được đặt lên hàng đầu.
Một chiếc gù trên thân máy bay không đơn thuần là một đường cong thẩm mỹ; nó đại diện cho một khối kiến trúc phức tạp. Nó làm tăng diện tích bề mặt tiếp xúc trực tiếp với không khí, tạo ra nhiều lực cản hơn và đòi hỏi cấu trúc chịu lực nặng nề hơn. Trong kỷ nguyên giá nhiên liệu biến động và các quy định nghiêm ngặt về khí thải, việc gánh thêm trọng lượng và lực cản chỉ để duy trì một nét kiến trúc là điều không một hãng hàng không nào chấp nhận. Các máy bay hiện đại được tối ưu hóa tối đa về mặt khí động học để đạt được dòng chảy tầng hoàn hảo nhất, tiết kiệm từng giọt nhiên liệu trên mỗi dặm bay.
Rào cản kỹ thuật và bài toán kinh tế của cấu trúc hai tầng
Bên cạnh yếu tố khí động học, những quy định khắt khe về an toàn bay hiện đại cũng khiến thiết kế cabin đa tầng trở thành một "cơn ác mộng" đối với các nhà sản xuất. Để một chiếc máy bay được cấp phép chứng nhận an toàn, cơ quan quản lý hàng không (như FAA hay EASA) yêu cầu toàn bộ hành khách phải có khả năng sơ tán hoàn toàn trong vòng 90 giây trong điều kiện một nửa số cửa thoát hiểm bị vô hiệu hóa.
Việc bố trí hành khách ở một tầng cabin riêng biệt phía trên dù là một phần như 747 hay toàn phần như Airbus A380, làm phức tạp hóa đáng kể hệ thống thang bộ, luồng di chuyển của hành khách và chứng nhận thoát hiểm khẩn cấp. Boeing sẽ phải đầu tư hàng tỷ USD để nghiên cứu và thử nghiệm lại một cấu trúc cabin phức tạp mà không mang lại lợi thế thương mại rõ rệt nào.
Hơn nữa, thị trường vận tải hàng hóa ngày nay đã thay đổi cấu trúc. Phần lớn hàng hóa hàng không hiện đại được vận chuyển một cách kinh tế trong khoang bụng của các máy bay chở khách thân rộng thông thường, hoặc bằng các máy bay vận tải chuyên dụng được cải tiến trực tiếp từ khung thân máy bay một tầng. Nhu cầu về một chiếc máy bay "lai" vừa chở khách vừa có thể lật mũi xếp hàng như Boeing 747 đã không còn tồn tại.
Hơn nửa thế kỷ kể từ chuyến bay đầu tiên, Boeing 747 đã chính thức khép lại dây chuyền sản xuất, để lại một khoảng trống không thể khỏa lấp trên bầu trời. Chiếc gù của "Nữ hoàng" không chỉ là minh chứng cho tư duy cơ khí đỉnh cao của thế kỷ trước mà còn là đại diện cho một kỷ nguyên hàng không đầy lãng mạn và táo bạo, nơi các kỹ sư sẵn sàng định hình lại hình dáng của một cỗ máy khổng lồ để thách thức những giới hạn. Trong thế giới hàng không hiện đại, nơi các thuật toán máy tính tối ưu hóa mọi đường cong để đổi lấy hiệu suất tối đa, chiếc gù mang tính biểu tượng ấy sẽ mãi là một kiệt tác độc bản, không bao giờ có thể bị sao chép hay tái hiện.
Thùy Anh (Theo Wonderful Engineering)
