Ảnh: Đại học Pisa (Italy)
Đây là kết quả sau nhiều tháng nghiên cứu và áp dụng các nguyên lý thiết kế hàng không để giải quyết những thách thức về kết cấu, trọng lượng và khí động học của nhóm sinh viên này. Chiếc máy bay giấy mang tên ICARUS dài 7 m, có sải cánh 20,04 m, nặng 28,49 kg và thực hiện chuyến bay dài 59 m trong nhà, qua đó vượt kỷ lục do Viện Công nghệ Braunschweig (Đức) nắm giữ từ năm 2013.
Kỷ lục được Tổ chức Guinness Thế giới chính thức công nhận tại sự kiện WMF - We Make Future tổ chức ở trung tâm triển lãm BolognaFiere (Italy) vừa qua. Dự án còn có sự đồng hành của nhà truyền thông khoa học Jacopo D'Alesio, còn được biết đến với tên gọi Jakidale.
Theo nhóm thực hiện, ý tưởng chế tạo chiếc máy bay giấy khổng lồ nhanh chóng vượt xa một mô hình thủ công thông thường để trở thành một bài toán kỹ thuật thực thụ. Thay vì chỉ phóng to mô hình máy bay giấy truyền thống, các sinh viên đã áp dụng phương pháp thiết kế tương tự một máy bay thật, tính toán cẩn thận từng chi tiết nhằm bảo đảm khả năng chịu lực, độ cứng, sự ổn định và hiệu quả khí động học.
Ảnh: Đại học Pisa (Italy)
Cấu trúc của ICARUS bao gồm dầm chính, hệ thống sườn cánh, mép trước, mép sau và cụm đuôi được thiết kế nhằm duy trì sự ổn định trong quá trình bay. Các bộ phận được chế tạo từ giấy ép nhiều lớp với hình học tối ưu, vừa bảo đảm độ bền vừa hạn chế gia tăng trọng lượng.
Theo nhóm nghiên cứu, dự án tiêu tốn khoảng 300 kg giấy và gần 60 kg keo dán Vinavil Pro (một phần được pha với nước). Hai loại giấy có định lượng khác nhau được sử dụng tùy theo chức năng của từng bộ phận: giấy 120 g/m² cho các kết cấu chịu lực và giấy 40 g/m² dùng làm lớp phủ bên ngoài.
Một trong những giải pháp quan trọng là áp dụng kết cấu tổ ong bên trong thân và cánh máy bay nhằm tăng độ cứng mà không làm trọng lượng tăng đáng kể. Theo nhóm chế tạo, mục tiêu không phải là sử dụng nhiều giấy hơn mà là bố trí vật liệu hợp lý để đạt khả năng chịu lực tối ưu với khối lượng thấp nhất.
Trước khi hoàn thiện phiên bản cuối cùng, nhóm đã dành nhiều tháng để nghiên cứu, mô phỏng trên máy tính, chế tạo các mô hình thu nhỏ, thử nghiệm thực tế và liên tục điều chỉnh thiết kế.
Để được Guinness công nhận, chiếc máy bay không chỉ cần có kích thước lớn mà còn phải đáp ứng các tiêu chí kỹ thuật nghiêm ngặt. Máy bay phải được phóng bởi một người duy nhất từ bệ cao không quá 3 m và bay tối thiểu 15 m. Điều này đòi hỏi thiết kế phải đạt được sự cân bằng giữa trọng lượng, lực nâng và tính ổn định, tương tự một tàu lượn cỡ lớn.
Nhóm nghiên cứu cho biết hình dạng cánh, diện tích bề mặt và tốc độ phóng là những yếu tố quyết định khả năng tạo lực nâng. Vì vậy, nhiều nguyên mẫu nhỏ đã được thử nghiệm trước khi chế tạo chiếc ICARUS kích thước đầy đủ.
Jakidale - người đứng đầu dự án - cho biết khi gặp nhóm sinh viên Đại học Pisa, ông đã bị thuyết phục bởi ý tưởng tưởng như "điên rồ" là sử dụng giấy, keo dán và những nguyên lý thiết kế cánh máy bay chở khách để tạo ra một sản phẩm chưa từng có tiền lệ.
Theo ông, một chiếc máy bay giấy có sải cánh hơn 20 m có thể không mang nhiều giá trị ứng dụng trực tiếp, nhưng chính việc dám vượt qua những giới hạn kỹ thuật vì mục tiêu chinh phục thử thách là động lực thúc đẩy đổi mới sáng tạo.
Ông cho biết trong nhiều tháng, cả nhóm đã phải giải quyết hàng loạt vấn đề liên quan đến độ ẩm của vật liệu, kết cấu chịu lực, khí động học, sai số chỉ tính bằng milimét và tác động của trọng lực. Chuyến bay thành công của ICARUS trước khi va vào cột cuối nhà triển lãm là minh chứng cho thấy những ý tưởng táo bạo hoàn toàn có thể trở thành hiện thực nếu được kết hợp với kiến thức khoa học và tinh thần sáng tạo.
Theo các thành viên dự án, thành công của ICARUS không chỉ là một kỷ lục Guinness mới mà còn là cơ hội để truyền cảm hứng cho sinh viên theo đuổi khoa học, kỹ thuật và đổi mới sáng tạo thông qua những dự án mang tính thử thách cao. Đây cũng là minh chứng cho việc những nguyên lý của kỹ thuật hàng không có thể được vận dụng linh hoạt ngay cả trong một vật liệu đơn giản như giấy để tạo nên những thành quả ấn tượng.
Bình luận (0)