"Nếu quan sát kỹ chiếc máy bay, bạn sẽ nhận ra chỉ còn bộ càng đáp và khung thân là làm bằng kim loại. Tất cả các bộ phận còn lại từ cánh chính, cánh đuôi ngang, cánh đuôi đứng cho đến các vỏ bọc khí động học đều được chế tạo từ vật liệu composite." Tuyên bố của phi công thử nghiệm Andrey Voropaev thuộc Tập đoàn Yakovlev không chỉ phác họa diện mạo mới của MS-21, mà còn đánh dấu bước chuyển mình mang tính lịch sử trong chiến lược tự chủ công nghệ hàng không của Liên bang Nga.
Cuộc thay đổi vật liệu quy mô lớn trong lịch sử hàng không Nga
Nguồn cung linh kiện nhập khẩu bị gián đoạn từng đẩy dự án máy bay thân hẹp thế hệ mới MS-21 vào thế đứng trước nguy cơ “đóng băng”. Trước tình thế đó, ngành công nghiệp hàng không Nga buộc phải thực hiện một chiến dịch tái thiết toàn diện: thay thế các hệ thống phương Tây bằng linh kiện nội địa và tái thiết kế cấu trúc máy bay dựa trên nguồn vật liệu trong nước.
Phi công Andrey Voropaev cho biết, trước đây toàn bộ vật liệu nguyên liệu để sản xuất composite cho dòng máy bay này đều phải thu mua từ nước ngoài. Việc nguồn cung bị ngắt đột ngột đã buộc các doanh nghiệp nội địa phải nhanh chóng làm chủ công nghệ chế tạo vật liệu tổng hợp ở quy mô công nghiệp lớn, điều mà trước đó chưa từng có tiền lệ tại Nga.
Hiện nay, tỷ lệ vật liệu composite trong cấu trúc của MS-21 đã vượt quá 30% tổng khối lượng khung bệ. Đây là một tỷ lệ rất cao đối với dòng máy bay thân hẹp thương mại, đóng vai trò quyết định trong việc giảm trọng lượng cất cánh, tối ưu hóa khí động học và nâng cao hiệu suất tiêu thụ nhiên liệu.
Từ phòng thí nghiệm đến công nghệ "cánh đen" tự chủ
Điểm sáng công nghệ quan trọng nhất trên MS-21 chính là bộ cánh composite chịu lực (thường được gọi là "cánh đen"). Để sản xuất bộ phận phức tạp này mà không phụ thuộc vào vật liệu nước ngoài, Nga đã phải xây dựng các nhà máy sản xuất sợi carbon chuyên dụng và áp dụng công nghệ truyền nhựa chân không tiên tiến.
Những thử nghiệm tĩnh nghiêm ngặt tại các viện nghiên cứu hàng không đã mang lại kết quả vượt kỳ vọng. Các cấu trúc composite nội địa mới của MS-21 đã chịu đựng được mức tải trọng vượt 1,5 lần so với tiêu chuẩn thiết kế tối đa trước khi xuất hiện dấu hiệu biến dạng. Con số này chứng minh vật liệu do Nga tự chủ sản xuất không chỉ đáp ứng tiêu chuẩn an toàn mà còn có độ bền cơ học vượt trội hơn một số mẫu vật liệu ngoại nhập trước đây.
Song song với cải tiến phần cứng vật liệu, dòng máy bay này cũng trải qua cuộc đại phẫu về động cơ. Phiên bản MS-21-310 được trang bị dòng động cơ turbofan PD-14 hoàn toàn mới do Nga phát triển, thay thế cho dòng động cơ Pratt & Whitney PW1400G của Mỹ. Sự kết hợp giữa bộ cánh composite nội địa và động cơ PD-14 đã tạo nên một cấu hình máy bay hoàn toàn độc lập với chuỗi cung ứng phương Tây.
Lưới lọc chứng nhận khắt khe trước giờ cất cánh thương mại
Sau khi hoàn tất giai đoạn thay thế linh kiện, MS-21 hiện đang trải qua chương trình thử nghiệm chứng nhận mở rộng trong cấu hình mới. Do đây là dòng máy bay chở khách thương mại, yêu cầu về độ an toàn và tính ổn định vận hành được đặt ở mức tuyệt đối.
Các phi công thử nghiệm cùng đội ngũ kỹ sư phải tiến hành hàng trăm chuyến bay thực nghiệm để đánh giá chính xác sự tương thích của hệ thống điều khiển bay, phản ứng của vật liệu composite dưới sự thay đổi nhiệt độ đột ngột, cũng như khả năng hoạt động ổn định trong các điều kiện thời tiết cực đoan.
Mọi chế độ vận hành, từ hệ thống thủy lực, điện tử hàng không cho đến hiệu suất động cơ PD-14, đều phải trải qua quá trình kiểm tra tỉ mỉ để chứng minh độ tin cậy tuyệt đối trước các cơ quan quản lý hàng không dân dụng.
Thử thách thực tế
Mặc dù các chuyến bay thử nghiệm đạt kết quả tích cực, giới chuyên gia ngành hàng không Nga vẫn đưa ra những góc nhìn thận trọng. Ông Viktor Gorbachev, Chủ tịch Hiệp hội Sân bay Nga, lưu ý rằng không nên vội vã ăn mừng chỉ sau những thành công ban đầu của các chuyến bay thử nghiệm.
Theo ông, thách thức lớn nhất không nằm ở việc chế tạo thành công một vài chiếc máy bay mẫu, mà là bài toán đưa MS-21 vào vận hành thương mại ổn định với hành khách trên khoang.
Để một dòng máy bay thương mại vận hành thành công, nhà sản xuất phải giải quyết đồng thời nhiều bài toán phức tạp:
Năng lực sản xuất hàng loạt: Đảm bảo tiến độ bàn giao máy bay theo đúng kế hoạch cho các hãng hàng không nội địa.
Chuỗi cung ứng vật tư: Duy trì nguồn cung sợi carbon và hóa chất phụ gia ổn định, không bị đứt gãy.
Hệ thống hậu mãi và bảo dưỡng: Xây dựng mạng lưới cung ứng phụ tùng thay thế và trung tâm kỹ thuật sẵn sàng hỗ trợ 24/7 nhằm tối thiểu hóa thời gian máy bay phải nằm chờ trên mặt đất (AOG).
Dự án MS-21-310 là minh chứng rõ nét cho năng lực thích ứng và phục hồi của ngành công nghiệp chế tạo máy bay Nga. Việc làm chủ công nghệ vật liệu composite và chế tạo thành công bộ cánh chịu lực nội địa đã giúp Nga giữ vững vị thế là một trong số ít quốc gia trên thế giới có khả năng tự chủ sản xuất hoàn chỉnh một chiếc máy bay thương mại hiện đại.
Dù chặng đường từ các chuyến bay thử nghiệm đến việc thương mại hóa diện rộng vẫn còn nhiều thách thức về mặt quy trình và vận hành, sự xuất hiện của MS-21 cấu hình mới đã tạo tiền đề vững chắc cho mục tiêu tự chủ hoàn toàn bầu trời của hàng không dân dụng Nga trong thập kỷ tới.
Theo Pervy Tekhnichesky
Thùy Anh
