Chuyện về chiếc máy bay dân sự siêu thanh đầu tiên trên thế giới: mạnh mẽ nhưng mong manh

Không phải máy bay Concorde nổi tiếng với những chuyến bay siêu tốc qua Đại Tây Dương, một mẫu máy bay từ Liên Xô cũ mới là chiếc máy bay chở khách siêu thanh đầu tiên trên thế giới, nhưng nó lại chỉ thực hiện vỏn vẹn 102 chuyến bay thương mại vì nhiều nguyên nhân.

Chiếc máy bay vận tải dân sự siêu thanh đầu tiên trên thế giới không phải là chiếc Concorde nổi tiếng từ liên minh Anh-Pháp mà là một mẫu máy bay Liên Xô được tạo ra nhằm chứng minh sự ưu việt của Liên bang Xô viết lúc bấy giờ với thế giới. 

Đó là tháng Mười Hai năm 1968, và một mẫu máy bay thực sự đột phá đang chuẩn bị thực hiện chuyến bay đầu tiên của nó. 

Nó có hình dạng giống như một mũi tên màu trắng khổng lồ, một thiết kế mang màu sắc tương lai đậm phong cách những năm 1960. Chiếc máy bay này được thiết kế hoàn thiện tới mức có thể bay ở vận tốc mà người ta đã cho rằng là quá nhanh để chở khách: vận tốc của một viên đạn súng trường.

Ngay đến chiếc mũi của chiếc máy bay cũng rất đặc biệt: nó có dạng nhọn hoắt như mũi kim, và có thể trượt xuống nhằm cung cấp một góc nhìn tốt hơn cho các phi công khi vào đường băng. Thiết kế này khiến nó trông giống như một con chim khổng lồ đang chuẩn bị hạ cánh. 

Toàn bộ những mô tả này nghe như là về chiếc Concorde nổi tiếng, chiếc máy bay có khả năng vượt qua Đại Tây Dương trong hơn 3 tiếng đồng hồ vậy. Thế nhưng không, trên thân máy bay là biểu tượng của Liên bang Xô viết. Đó là mẫu Tupolev Tu-144, chiếc Concorde đến từ Liên Xô, và là mẫu máy bay vận tải dân sự đầu tiên vượt qua 2 lần tốc độ âm thanh. 

Chuyến bay đầu tiên của Tu-144 được tổ chức trước Concorde khoảng 3 tháng. Tuy nhiên, chiếc máy bay mà truyền thông phương Tây thường gọi là “Concordski” không bao giờ hoàn thành sứ mệnh của nó để cạnh tranh với Concorde. Một phần nguyên nhân là do lỗi thiết kế, nhưng cũng có từ một thảm họa xảy ra tại Triển lãm Hàng không Paris 1973, gây ấn tượng mạnh mẽ trước báo giới toàn cầu. 

Giống như nhiều thành tựu công nghệ khác trong thời kỳ Chiến tranh Lạnh, câu chuyện về Tu-144 cũng mang nhiều yếu tố chính trị. 

Vào năm 1960, lãnh đạo Liên bang Xô viết lúc đó, Nikita Khrushschev, biết về một dự án máy bay mới được hợp tác giữa Anh và Pháp để tái khởi động ngành công nghiệp hàng không. Chiếc máy bay hành khách đó - Concorde - được thiết kế để bay với vận tốc siêu thanh, rút ngắn thời gian bay từ châu Âu đến Mỹ chỉ còn vài giờ. Hai năm sau đó, một thỏa thuận chính thức giữa Anh và Pháp được kí kết để bắt đầu quá trình thiết kế và sản xuất. Đồng thời, những dự án vận chuyển siêu thanh từ các hãng hàng không Mỹ như Boeing và Lockheed cũng bắt đầu hình thành.

Liên Xô thời đó nhận ra rằng họ đang đối mặt với thời gian. Theo Jock Lowe, cựu phi công của Concorde và quản lý vận hành của British Airways, “Cuộc cạnh tranh giữa Concorde và Tu-144 phản ánh mối quan hệ quốc tế trong thời kỳ đó. Chúng ta đang cạnh tranh trong không gian cũng như trong cuộc đua đưa con người lên Mặt Trăng. Điều quan trọng là, chiếc máy bay nào nhanh hơn sẽ được coi là thành công hơn.”. Với những mẫu máy bay chiến đấu như MiG-21 hoặc F-104 đã có khả năng bay gấp đôi vận tốc âm thanh, việc vận chuyển hành khách siêu thanh cũng trở nên khả thi, mặc dù vẫn còn nhiều thách thức. 

Ông David Kaminski-Morrow từ trang tin hàng không Flight Global nhận xét: “Những thành công ban đầu trong cuộc cạnh tranh không gian của Liên Xô đã tăng cường niềm tin vào chế độ kỹ trị, và làm cho các nhà lãnh đạo tin rằng họ có thể cạnh tranh với các dự án phương Tây.”. Liên Xô đã làm phương Tây hoàn toàn ngạc nhiên từ những năm 1950 với chiếc Tupolev Tu-104, máy bay chở khách đầu tiên của họ. Trong cuốn sách viết trong thời kỳ Chiến tranh Lạnh về Tu-144, tác giả Howard Moon cho rằng chiếc Tu-104 đã mở ra những cánh cửa mới cho các hành trình hàng không vũ trụ của Liên Xô. 

Trong những năm 1950, quá trình công nghiệp hóa nhanh chóng đã đòi hỏi Liên Xô phải thực hiện nhiều dự án ấn tượng hơn nữa. “Bên cạnh các thành tựu trong lĩnh vực không gian và hàng không quân sự, nó đã làm rõ với các nhà lãnh đạo rằng, mặc dù họ đang bị quyến rũ bởi những thành tựu trong ngành công nghiệp hiện đại, nhưng sự căng thẳng giữa hiện thực kinh tế kỹ thuật của Liên Xô và những kỳ vọng cao hơn từ giới trí thức đã giải thích nhiều về những diễn biến phức tạp sau này của lịch sử.”

Dự án Tu-144 lúc đó trở thành điều không thể không thành công. Và trong những năm 1960, khi nguồn lực kỹ thuật của Xô viết được dồn vào cuộc đua không gian, dự án này cũng không nhận được sự chú trọng, theo Kaminski-Morrow. “Cuộc đua vào không gian đã làm suy yếu chương trình Tu-144 bởi nó đã chuyển sự tập trung từ các dự án máy bay ném bom siêu thanh sang tên lửa tầm xa, khiến Tu-144 trở thành một chương trình máy bay dân sự độc lập. Điều này làm trái với kinh nghiệm chế tạo máy bay của Liên Xô và khiến nhà phát triển phải thiết kế một máy bay siêu thanh phức tạp từ đầu, đồng thời phải đáp ứng được yêu cầu về tiện nghi và kinh tế - những yếu tố mà họ hiếm khi phải xem xét.”

Vấn đề với Tu-144 đã bắt đầu sớm. Nó là một dự án vượt xa khả năng của ngành công nghiệp hàng không Liên Xô khoảng 10 đến 15 năm. Hai thành phần chính mà Tu-144 gặp khó khăn là hệ thống phanh và bộ điều khiển động cơ. 

Concorde thực sự là sản phẩm tiên phong với các công nghệ hàng đầu, bao gồm cả hệ thống phanh. Nó là một trong những máy bay đầu tiên sử dụng hệ thống phanh carbon, có khả năng chịu nhiệt cao được tạo ra trong quá trình giảm tốc sau khi hạ cánh (tốc độ hạ cánh của Concorde là khoảng 296 km/h). Nhưng người Nga không có khả năng phát triển hệ thống tương tự. 

Vấn đề nghiêm trọng hơn là động cơ. Concorde là máy bay dân dụng đầu tiên có bộ phận trong hệ thống được điều khiển hoàn toàn bởi máy tính - nó thay đổi liên tục hình dạng của cửa gió vào để đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu của động cơ. 

Ngoài ra, Concorde cũng được trang bị hệ thống điều khiển bay có khả năng điều chỉnh cấu trúc cánh nhằm giảm lực cản khi di chuyển ở tốc độ siêu thanh. Điều này là một tiến bộ lớn, vì trước đó, không có máy bay nào sử dụng hệ thống tương tự như Concorde, dù hiện nay đã có trên nhiều máy bay dân dụng thông thường.

Liên Xô đã dồn nguồn lực vào dự án Tu-144 khi thấy Concorde đang dần hoàn thiện. Và điều này đã mang lại hiệu quả, với việc Liên Xô vẫn tiếp tục cạnh tranh trong cuộc đua không gian với Mỹ, nhưng vẫn có thể sản xuất ra máy bay này.

So với Concorde, Tu-144 lớn hơn đáng kể. Chiều dài của nó là 67 mét, lớn hơn 3,7 mét so với đối thủ từ Anh-Pháp. Tốc độ bay của Tu-144 cao hơn một chút với Mach 2 (2.158 km/h) và mỗi động cơ của nó có thể tạo ra khoảng 44.000 lb (195.721 N) lực đẩy, lớn hơn 6.000 lb (26.689 N) so với động cơ của Concorde.

Dù Tu-144 có vẻ mạnh mẽ hơn, nhưng cũng cần nhiều công suất hơn để cất cánh. Khối lượng không tải của Tu-144 gần 100 tấn, nặng hơn 20 tấn so với Concorde. Một phần nguyên nhân dẫn đến sự chênh lệch này là vì Tu-144 có 12 bánh xe dưới cánh, trong khi Concorde chỉ có 8. Một lý do khác là lốp cao su tổng hợp Nga có khả năng hỏng cao hơn, vì vậy nên cần có thêm bánh xe dự phòng.

Mặc dù Tu-144 và Concorde trông rất giống nhau khi bay, nhưng bên trong lại có nhiều khác biệt, với những giải pháp kỹ thuật đơn giản hơn của các kỹ sư Nga so với Concorde. Ông Lowe nói: “Tu-144 có thiết kế kém hiệu quả hơn về khí động học, nhưng điều này quan trọng. Chúng tôi đã quan sát và hiểu rằng nó sẽ không thể cạnh tranh được (với Concorde).”

Tuy nhiên, Liên Xô có thể tự hào với việc vận hành chiếc máy bay dân sự siêu thanh đầu tiên. Tu-144 cất cánh lần đầu vào tháng 12 năm 1968, bay với tốc độ siêu thanh lần đầu vào tháng 6 năm 1969. Trong khi đó, Concorde cất cánh lần đầu vào tháng 3 năm 1969 và bay với tốc độ siêu thanh vào tháng 10 cùng năm. Liên Xô có thể coi đây là một chiến thắng lớn trong ngoại giao, nhưng cũng gặp nhiều khó khăn khi triển khai máy bay 100 tấn này vào thực tế.

Phía Tây có định kiến rằng Liên Xô chỉ có thể sản xuất Tu-144 thông qua gián điệp công nghiệp. Họ gọi Tu-144 là “Concordski” và coi nó là bản sao thô sơ của Concorde. Tuy nhiên, ông Kaminski-Morrow cho biết: “Dù Tu-144 có nhận ảnh hưởng từ Concorde nhưng vẫn có nhiều khác biệt. Mặc dù thiết kế của Tu-144 thô hơn nhưng vẫn có khả năng phát triển riêng của Xô viết để giải quyết vấn đề kỹ thuật. Kết quả là một chiếc máy bay khác biệt mặc dù có vẻ giống Concorde.”

Năm 1973, Liên Xô chính thức giới thiệu Tu-144 tại Triển lãm Hàng không Paris. Máy bay này cạnh tranh trực tiếp với một Concorde thử nghiệm. Phi công Tu-144, Mikhail Kozlov, nói chế nhạo: “Cứ chờ xem khi chúng tôi cất cánh. Bạn sẽ thấy điều gì đó.”

Ngày 3 tháng Sáu năm 1973, Tu-144 cất cánh tại Triển lãm. Phi công Kozlov có vẻ muốn vượt qua màn trình diễn của Concorde. Nhưng máy bay bất ngờ tăng độ cao và cuối cùng rơi, khiến cả phi hành đoàn và người dân trên một làng gần đó thiệt mạng.

Có nhiều giả thuyết về nguyên nhân tai nạn của Tu-144. Một số cho rằng phi công điều khiển quá mức ở độ cao thấp, khiến máy bay mất lực đẩy; một số nghĩ rằng bầu trời mây đen làm phi hành đoàn mất phương hướng. Cũng có giả thuyết rằng Tu-144 phải thay đổi hướng để tránh một máy bay chiến đấu của Pháp.

Tai nạn chỉ là một trong số nhiều vấn đề với Tu-144. Aeroflot, hãng hàng không quốc gia của Liên Xô, đã phải lo ngại về việc đưa nó vào phục vụ thương mại. Tupolev phải giải quyết vô số vấn đề trước khi sử dụng Tu-144. Kể từ khi ra mắt vào năm 1977, nó chỉ được sử dụng để chuyển thư thay vì khách.

Liên Xô không thể giảm tiếng ồn bên trong Tu-144 một cách hợp lý. Cả động cơ và hệ thống điều hòa tạo ra tiếng ồn lớn. Hệ thống điều hòa là cực kỳ quan trọng, vì không khí trong khoang trở nên nóng do ma sát với lớp vỏ máy bay.

Concorde sử dụng nhiên liệu làm mát chính, giảm tiếng ồn mà không cần hệ thống điều hòa mạnh như Tu-144. Sự khác biệt giữa Tu-144 và Concorde được mô tả rõ bởi tác giả Moon trong chuyến bay Tu-144 đầu tiên với quan sát viên nước ngoài: “Khoang máy bay có nhiều vấn đề như tấm lót trần không khớp, khay dịch vụ kẹt, và tấm che cửa sổ tự hạ xuống. Hệ thống loa phát nhạc nhưng không ai có thể nghe được. Tiếng ồn là ấn tượng mạnh nhất về Tu-144, tạo ra ‘một tiếng gầm nghe được trong những bản nhạc của Queen’ - New York Times nói.

Tupolev đã đưa Tu-144 vào sử dụng, nhưng vấn đề vượt quá giá trị của nó. Việc cố gắng mua máy tính quản lí động cơ từ Concorde đã bị từ chối bởi người Anh lo ngại Liên Xô sẽ sử dụng chúng trong máy bay ném bom.

Tu-144, một lúc là niềm tự hào công nghệ của Liên Xô, bị chính trị hóa. Aeroflot không đề cập đến Tu-144 trong kế hoạch 5 năm của họ. Tu-144 chỉ thực hiện 102 chuyến bay thương mại, trong khi Concorde phục vụ hơn 25 năm.

Sản xuất Tu-144 chính thức kết thúc năm 1982. Một số máy bay được sử dụng cho việc huấn luyện phi hành đoàn cho tàu con thoi Buran của Liên Xô. Trước năm 1989, những chiếc Tu-144 còn lại chủ yếu bị bỏ hoang.

Kết luận:

Có vẻ như đây là dấu chấm hết cho Tu-144. Nhưng không phải như vậy.

Vào những năm 1990, NASA bắt đầu dự án HSR - Nghiên cứu Tốc độ Cao để tạo ra vận tải siêu thanh tiếp theo, nhưng dự án này bị hủy. Gần 30 năm sau, NASA hy vọng tiếp tục từ những gì đã bắt đầu.

Một thành viên của dự án này, phi công thử nghiệm Rob Rivers, từng ngồi lái cả Concorde và Tu-144. Ông chia sẻ: “Khi đó, tôi là phi công của dự án HSR, làm việc với Boeing và các đối tác khác. Tôi thậm chí còn điều khiển chiếc Concorde và ghi lại mọi thứ về chuyến bay xuyên Đại Tây Dương trên máy bay siêu thanh.”

“Năm 1997, tôi bay cùng một chiếc Concorde từ JFK và sau đó thực hiện nhiều chuyến bay giả lập tại Anh.”

Bởi Mỹ chưa từng sản xuất máy bay siêu thanh, NASA cần sự giúp đỡ. Tuy nhiên, không dễ dàng khi không có Concorde nào sẵn sàng cho thử nghiệm.

Với Liên Xô sụp đổ, Nga đang gặp khó khăn. Tổng thống Bill Clinton và Nga đàm phán về một dự án với ngành hàng không của họ, và NASA thuê một Tu-144 từ Nga.

“Một thỏa thuận đã được ký kết vào năm 1993 để thuê một chiếc Tu-144 nhằm thực hiện một số thí nghiệm phức tạp.”

“Chiếc Tupolev mà chúng tôi nhận được chỉ có 83 giờ bay và từ năm 1990 đã nằm bỏ hoang. Năm 1993, nó vẫn đang nằm trong kho nhưng như một phượng hoàng, nó lại một lần nữa tiến lên bầu trời.”. Chiếc Tu-144 được NASA thuê đã được trang bị động cơ và trang bị mới hơn, bao gồm một bộ trang bị đặc biệt có thể lưu trữ dữ liệu trong các thí nghiệm bay.

Tuy nhiên, những chuyến bay đầu tiên để thu thập dữ liệu đã gặp nhiều vấn đề. Dữ liệu thu được không chính xác và không thể sử dụng. Phi công Nga không thể được phỏng vấn bởi NASA, và do vấn đề tài chính, Tupolev chỉ trả tiền cho những điều rõ ràng trong hợp đồng.

Rivers được giao nhiệm vụ và lên lịch tới Nga vào tháng Chín năm 1998. Trước khi đi, ông đã gãy chân và phải đặt thanh kim loại vào chân để có thể thực hiện chuyến đi.

NASA không muốn Rivers đi với chân gãy, nhưng không còn thời gian để tìm thay thế.

Rivers chịu đựng suốt chuyến bay dài tới Moscow và được đón ở sân bay bởi Alexander Pukhov, người đã làm việc trong dự án Tu-144 từ những năm 1960. Sau đó, ông phải gặp bác sĩ phẫu thuật của Tupolev.

Rivers kể: “Pukhov nói với tôi: ‘Chỉ cần cậu không cần chống nạng trước báo giới và không chống nạng khi đi tới chiếc máy bay, thì cậu có thể bay.’ Chân tôi đau nhưng tôi không muốn bỏ lỡ cơ hội này.”

Ông Rivers và phi công đồng đội Gordon Fullerton, cùng với các kỹ sư NASA Bruce Jackson và Tim Cox - được sắp xếp ở một khu điều dưỡng cũ của KGB gần Zhukovsky, nơi từng là căn cứ không quân Liên Xô để thử nghiệm các thiết kế máy bay và các bản mẫu. Rivers nhớ lại: “Khi tôi lần đầu nhìn thấy chiếc máy bay - thấy nó cao lớn thế nào trên mặt đất - tôi thực sự thấy kinh ngạc.”. Ông đã giữ lời không đi bộ tới chuyến bay đầu tiên bằng nạng, nhưng việc đó làm ông chịu đau mắt cá. “Tôi đã dành nhiều giờ luyện tập đi bộ với gậy chống. Tôi đã không thể làm được điều đó nếu không được Bruce Jackson bạn tôi giúp đỡ. Phải dồn áp lực lên mắt cá chân tôi đau khủng khiếp.” Ông kể tiếp: “Ở buổi tiệc trước chuyến bay đầu tiên của mình, tôi đã ném cặp nạng xuống. Tôi đi bộ ra về phía Giáo sư Pukhov với chiếc gậy của mình, và Pukhov phá lên cười. Mọi người xung quanh cũng bắt đầu chúc mừng, cảm giác lúc đó như trong một bộ phim vậy.”. 

Ông Rivers và ông Fullerton (người đã qua đời năm 2013) điều khiển chiếc Tu-144 trong một chuỗi các chuyến bay kéo dài tới cuối năm 1998. Và ông Rivers đã chính thức trở thành người duy nhất trên thế giới đã từng điều khiển cả chiếc Tu-144 và đối thủ phương Tây của nó - chiếc Concorde. Ông nói mình đã không thể làm được điều này nếu không có sự trợ giúp tự tổ bay Nga, phi công Serge Boresov, điều hướng viên Viktor Pedos và kỹ thuật viên chuyến bay Anatoli Kriulin, những người có kinh nghiệm giúp những chuyến bay thành công. 

Các chuyến bay của NASA chính thức là điểm cuối cùng trong sự nghiệp hàng không của Tu-144. Dù có được hoàn thiện hơn với sự trợ giúp từ phương Tây, việc bay nó là quá đắt và thiếu ổn định để phục vụ vận tải dân sự. Những chiếc “Concordski” còn lại giờ đây nằm trong nhà chứa máy bay hoặc những viện bảo tàng. Một chiếc đang được trưng bày tại một bảo tàng kỹ thuật tại Đức, ngay bên cạnh là một bản mẫu của chiếc Concorde. 

Khép lại câu chuyện về chiếc Tu-144, ông Rivers nhận xét: “Chiếc Concorde có phần tinh vi hơn. Những cũng có nhiều biểu hiện của kỹ thuật phực tạp trên chiếc Tu-144. Chúng không giống nhau. Chiếc Tu-144 có thể chở nhiều hành khách hơn, bay nhanh hơn và cao hơn. Tupolev đã thực sự tạo ra một chiếc máy bay mà chỉ có một chiếc máy bay nữa trong lịch sử làm được. Chiếc Concorde thì như một con ngựa Kentucky thuần chủng - có phần mong manh hơn nhưng lại rất nhanh. Chiếc Tu-144 thì giống như ngựa Clydesdale, một giống ngựa lớn với sức mạnh đáng kinh ngạc nhưng lại không hiệu quả bằng.”