Dự án người bay: Sẵn sàng cất cánh!

Từ nhân vật truyện tranh Buck Rogers tới điệp viên 007, động cơ phản lực cá nhân đã trở thành công nghệ cá nhân không tưởng nhất mà con người có thể tưởng tượng ra! Nhưng với Juan Lozano thì đó lại là mục đích sống, thậm chí là nỗi ám ảnh cả cuộc đời.

Nếu may mắn, khi ông khởi động cỗ máy, 90% hydro peroxit sẽ giãn ra gấp 5.000 lần độ lớn thực của nó và chuyển hoá thành hơi nước đạt tới 1.300 độ F. Nếu may mắn, sau khi khởi động cỗ máy, ông sẽ được đẩy lên độ cao khoảng 10m trên bầu trời và bay lượn trong vòng 30 giây. Nếu may mắn, kỹ sư nghiên cứu động cơ phản lực tự chế người Mexico Juan Manuel Lozano một ngày nào đó sẽ trở thành một trong những người đầu tiên bay được bằng một động cơ phản lực cá nhân. Và nếu cực kỳ may mắn, Juan Lozano sẽ làm được tất cả những điều đó mà không gãy xương sườn hay bị nổ tung trên bầu trời cùng cỗ máy của mình.

Đó là cả một câu chuyện dài đối với kỹ sư Lozano. Một câu chuyện mà chỉ với những con số, người ta đã thấy được sự đặc biệt của nó. Năm nay ông đã 51 tuổi và chuyến bay thử nghiệm tiếp theo sẽ là chuyến bay thứ 12. Người Mexico này đã bỏ ra 8 năm và mất khoảng nửa triệu USD cho một niềm đam mê có vẻ điên rồ.

Chuyến bay thứ 12

Sân bay của Lozano là sân sau ngôi nhà ông đang sống tại vùng Cuernavacathuộc ngoại ô, cách thành phố Mexico City khoảng 30km về phía nam. Và hôm nay, giống như mọi lần thử nghiệm khác, ông lại thực hiện đầy đủ 17 bước trước khi cất cánh.

Lozano luôn bắt đầu bằng câu hỏi: "Chất hydro peroxit đã được chưng cất đạt độ cô đặc 90% lý tưởng chưa?". Nếu câu trả lời là "Chưa", ông sẽ không bay.

Sau khi nạp đầy và kiểm tra kỹ thùng nhiên liệu, ông phải điều chỉnh lượng nitơ và đảm bảo hệ thống van hoạt động tốt cho chuyến bay. Tiếp theo là vấn đề không kém phần quan trọng, thời gian. Bình chứa chỉ đủ lượng nhiên liệu cho Lozano trong vòng 30 giây, vì thế ông phải chắc chắn rằng mình sẽ hạ cánh chính xác khi còn 10 giây, nếu không tai nạn là không tránh khỏi. Ông mặc bộ đồ bay đặc biệt của mình vào, sẵn sàng cất cánh.

Lozano thắt chặt dây an toàn ở ngực và chân, sau đó kiểm tra cần điều khiển. Cuối cùng ông đeo nút tai vào, mở van nitơ và quan sát nhanh có dây cáp, đồ vật hay bất cứ thứ gì xuất hiện trên lộ trình bay của mình không. Lozano nở một nụ cười đầy tự tin với Isabel, người vợ trẻ 30 tuổi đang lẩm nhẩm những lời cầu nguyện, ông khởi động van tiết lưu…

Mơ ước tuổi thơ

"Tôi đã bay thử nhiều phương tiện bay. Từ tàu lượn, máy bay trực thăng tới những chiếc máy bay nhào lộn" - ông Lozano nói - "Tuy nhiên động cơ cá nhân phản lực là phương tiện khó lái nhất. Nhưng dù thế nào, bạn cũng có thể học cách làm chủ được nó như chúng ta đã học cách làm chủ rất nhiều thứ khác trong cuộc sống. Vấn đề chỉ là thời gian mà thôi".

Và thời gian đó với Lozano là 44 năm. Giấc mơ của cậu bé thông minh này bắt đầu từ khi cậu 7 tuổi. "Tôi không nhớ nổi tuần trước mình đã làm những gì". Đứng trong xưởng chế tạo của mình, Lozano vừa nói vừa nạp hydro peroxit cho cỗ máy. "Nhưng tôi không bao giờ có thể quên được lần đầu tiên khi mình nhìn thấy một động cơ phản lực cá nhân!".

Đó là tháng 2 năm 1963, Cơ quan Hàng không vũ trụ Mỹ NASA tổ chức cuộc triển lãm về công nghệ vũ trụ tại sân bóng polo Campo Marte của thành phố Mexico City. Người ta trưng bày ở đây đầu mang khí cụ khoa học Mercury, trang phục của các phi hành gia hay lương thực để ăn trên Mặt trăng. Và đặc biệt là mẫu phương tiện bay cá nhân phản lực đầu tiên có tên Bell Rocket Belt. Không chỉ trưng bày, tại buổi triển lãm này, những phi công gan dạ đã trình diễn bay trong vài chục giây đồng hồ. Chính vì thế nó đã trở thành điểm thu hút nhất của buổi triển lãm năm đó. Tất nhiên cậu nhóc Juan không thể rời mắt khỏi cỗ máy độc đáo. Cậu cứ muốn xem đi xem lại nó mãi mà không chán. Và cũng từ ngày hôm đó, cỗ máy đã trở thành niềm đam mê cháy bỏng của Juan Lozano.

Hiện thực hoá điều không tưởng

Lịch sử nghiên cứu và thử nghiệm phương tiện bay cá nhân phản lực là câu chuyện của khát vọng hiện thực hoá một sản phẩm của khoa học viễn tưởng. Khi Wendell Moore, kỹ sư của hãng Bell Aerosystems chế tạo Bell Rocket Belt (BRB) đầu những năm 50 thế kỷ trước, nó trông giống như "đôi cánh" mà nhân vật truyện tranh Buck Rogers đã sử dụng suốt những năm 20. Đến đầu thập niên 60, với sự ủng hộ và hỗ trợ về mặt tài chính của quân đội Mỹ, Moore tiếp tục phát triển động cơ phản lực sử dụng năng lượng hydro peroxit của mình. Ông đã đạt được thành công ấn tượng đầu tiên, BRB đã bay được trong vòng 20 giây.

Nhưng sau khi Moore qua đời năm 1969 do căn bệnh đau tim, hoạt động này gần như bị đóng băng, đầu tư tài chính bị ngưng lại. Vì thế, cho dù nhóm kế cận của Moore đã tiếp tục nâng thời gian bay của BRB lên được 30 giây nhưng họ nhanh chóng rã đám. Dự án bị bỏ quên.

Tuy nhiên không phải là không còn ai quan tâm tới vấn đề này. Một trong những phi công đầu tiên trong nhóm của Moore là Bill Suitor vẫn tiếp tục thực hiện không dưới 1.000 chuyến bay cùng BRB phiên bản đầu tiên. Đáng nhớ nhất là lần biểu diễn trước Tổng thống Mỹ tại sân vận động Super Bowl I trong kỳ Olympic 1984. Một người nữa cũng không nguội lạnh niềm đam mê với bộ cánh máy này là Kinnice Gibson, chuyên gia đóng thế và biểu diễn nguy hiểm. Trong suốt tour diễn Dangerous của ca sĩ Michael Jackson, Gibson đã thực hiện nhiều lần biểu diễn thành công. Thậm chí hãng Powerhouse Productions phải trả cho ông 20.000USD cho một lần biểu diễn trong vòng 30 giây. Tuy nhiên, theo ông Dan Schlund thuộc hãng Powerhouse thì cái giá tưởng chừng là lớn ấy thật chẳng thấm vào đâu nếu so với những nguy hiểm mà người thực hiện chuyến bay có thể gặp phải trên bầu trời.

"Chế tạo một phương tiện bay cá nhân đòi hỏi phải có kinh nghiệm trong nhiều mảng của kỹ thuật cơ khí. Bên cạnh đó còn cần có sự bền bỉ, dũng cảm, khả năng tài chính không nhỏ và… rất nhiều thời gian rảnh rỗi…", kỹ sư cơ khí không gian Frank Dickman - người đang tự chế tạo một động cơ của riêng mình, cho biết. "Có lẽ nó sẽ chỉ dễ dàng hơn một chút nếu như bạn là một nhà khoa học chuyên nghiên cứu phản lực".

Nhà sáng chế nghiệp dư

Lozano không phải một chuyên gia về phản lực, cũng không phải một cascadeur. Ông chỉ là một người Mexico vui tính và sôi nổi nhưng lại rất sợ nhìn thấy máu. Khi Juan mặc bộ đồ phản lực của mình vào, trông ông giống như anh hề Andy Kaufman đang mặc một trong những bộ đồ kỳ quặc của mình hơn là một James Bond quyến rũ và anh hùng. Học vấn của ông cũng chỉ dừng ở một bằng tốt nghiệp cấp trung học.

Nhưng điều đó không có nghĩa ông là một kẻ ngờ nghệch và những việc ông làm là vớ vẩn. Để phục vụ cho tham vọng của mình, Lozano đã theo học một khoá dạy lái máy bay tại một trường phi công của Mexico đồng thời ông cũng dành thời gian cho một khoá giới thiệu về các loại tàu lượn và máy bay đơn giản tại Houston.

Trong vòng 40 năm qua, Lozano luôn là một kỹ sư cơ khí bền bỉ, một người đam mê nghiên cứu phản lực đến quên ăn quên ngủ. Những bằng chứng về sự ám ảnh cuộc đời ông la liệt khắp nơi trong ngôi nhà nhỏ. Đặt trong xưởng làm việc là một chiếc xe máy dùng động cơ phản lực mà theo dự đoán của chủ nhân nó thì có thể đạt tốc độ 250km/g trong vòng 5 giây! Đằng sau nhà là một động cơ phản lực khác dành cho ôtô, Lozano nói rằng nó có công suất 22.000 mã lực và chắc chắn khi hoàn thành sẽ phá vỡ kỷ lục thế giới.

Quan niệm của Lozano rất đơn giản: tự chế tạo ra sản phẩm, nghiên cứu các kết quả thử nghiệm và… làm đi làm lại. Để theo đuổi công việc này, ông đã thực hiện vai trò của rất nhiều người: vừa là bộ phận nghiên cứu và phát triển (R&D) vừa là người thiết kế lại kiêm luôn người thử nghiệm sản phẩm. Tất cả chỉ nhằm đạt được một mục đích là cho ra đời một phương tiện bay cá nhân do chính mình thiết kế và sản xuất. Nếu như mọi thứ đúng như kế hoạch của người đàn ông bướng bỉnh này thì sau khi hoàn thiện sản phẩm, giá thành của nó sẽ là 350.000 USD. Số tiền là không nhỏ nhưng để đạt được điều đó, con đường vẫn còn dài. Hơn ai hết, Juan Lozano là người hiểu rõ điều này. "Chỉ cần một lần bạn được tận mắt chứng kiến một người bay bằng thứ phương tiện này" - Rozano quả quyết - "Bạn sẽ thấy nó ấn tượng tới mức nào". Và đó chính là sự khích lệ thực sự, hơn cả món lời về tài chính, đã khiến ông lao vào công việc chế tạo mạo hiểm.

Bước từng bước lặng lẽ…

Năm 1975, chàng trai Lozano trong ngày sinh nhật tròn 20 tuổi của mình đã viết ra một danh sách 5 việc mình sẽ phải hoàn thành:

1. Thiết kế và chế tạo cỗ máy sử dụng nhiên liệu do chính mình làm ra.

2. Phát minh ra chất xúc tác có phản ứng mạnh hơn những loại đang sử dụng.

3. Thiết kế và chế tạo phương tiện bay cá nhân với ý tưởng mới về sắp xếp hệ thống vòi phun cũng như kích thước các bộ phận ống.

4. Tự học lái được cỗ máy mình chế tạo ra.

5. Không để mất tất cả tiền bạc và cuộc đời mình để đạt được 4 điều trên.

Thực tế thì sau 20 năm, Lozano đã hoàn thành 2 điều đầu tiên trong danh sách của mình. Đầu tiên là nhiên liệu. Đối với Juan, nhiên liệu là mọi thứ. Nhưng 8 năm mày mò tìm hiểu trong quá trình thiết kế, ông xác định được chiếc chìa khoá mở cánh cửa thiên đường chính là chất peroxit (hay chúng ta còn gọi là oxy già). Tuy nhiên đây không phải một hoá chất rẻ tiền, trừ khi ông tự chưng cất được. Mà điều này vừa không dễ vừa không được khuyến khích vì sự nguy hiểm của nó. Hãy tưởng tượng lượng oxy già mà bạn dùng để rửa vết thương là khoảng 3% hydro peroxit và để tẩy tóc của người bình thường là 6%. Nhưng lượng oxy già cho một bình chứa của động cơ là 90%!

Nhưng mất 8 lần làm đi làm lại và 19 năm để thành công, Lozano đã tự điều chế được peroxit. Ông đã mất rất nhiều thời gian để hoàn thiện quy trình chưng cất và đặc biệt là quá trình tách nước khỏi peroxit. Như vậy là cuối những năm 90, Juan đã có được nhiên liệu để cỗ máy có thể cất cánh. Nhưng lúc này ông đã hoàn toàn trắng tay. "Cái khó ló cái khôn", Lozano vay mượn để hoàn thiện cỗ máy chưng cất của mình rồi rao bán với giá 15.000 USD. Ông đã bán được 20 máy cho nhiều đối tượng, từ các bệnh viện, phòng thí nghiệm tới những xưởng hàn và những người đam mê nghiên cứu phản lực v.v... Vậy là nhà sáng chế nghiệp dư lại rủng rỉnh tiền để tiếp tục mơ mộng.

Bước thứ hai, Lozano nghiên cứu tìm ra một chất xúc tác phản ứng hiệu quả nhất với chất peroxit mà mình chưng cất được. Vấn đề được giải quyết khi ông làm những công việc hàng ngày của mình. Trong sân sau của tiệm bán đồ trang sức, Lozano trộn các kim loại từ những container thuỷ tinh nhỏ với nhau và thấy rằng yếu tố khác biệt của các hợp kim và tỷ lệ pha trộn tạo nên những thay đổi tuy còn mờ nhạt về nhiệt độ cũng như phản ứng. Sau 2 năm thử nghiệm, Lozano đã tạo ra cái mà ông gọi là "chất xúc tác 5 kim loại" với hỗn hợp bao gồm bạc, vàng, platin, palađi và rôđi. Đây là chất xúc tác phản ứng mạnh nhất với peroxit.

Bước vào giai đoạn thiết kế cỗ máy, Lozano tập trung vào phần khung mà người dùng sẽ mặc khi bay bởi một lý do đơn giản, mọi bộ phận còn lại đều gắn vào nó. Cô vợ trẻ Isabel giúp Juan làm phần khuôn lưng bằng sợi thuỷ tinh và epoxi. Phần khung như vậy phải vừa có trọng lượng không đáng kể mà vẫn đảm bảo được an toàn. Phần động cơ còn lại, ông thay đổi đáng kể thiết kế hệ thống vòi phun bằng cách đẩy chúng lên cao hơn thiết kế của Moore . Theo Lozano thì điều này sẽ làm cỗ máy hoạt động chắc chắn hơn khi bay. Các van điều khiển được ông thiết kế với một khuôn dẫn giúp kết nối tất cả các phần với nhau. Hệ thống cáp điều khiển được ông tự làm và thiết kế theo cách riêng.

Vậy là 3 trong 5 bước Lozano đặt ra đã được thực hiện.

"Điều khác biệt lớn nhất giữa tôi và những người khác là họ không thiết kế ra cỗ máy sau nhiều lần cất cánh và thất bại!" - ông Lozano tâm sự".

Mỗi lần bay, ông Lozano lại một lần tiến xa hơn khỏi sức hút của Trái đất. Nếu ông tiếp tục làm như vậy… lịch sử những phát minh của nhân loại sẽ một lần nữa ghi tên con người với niềm đam mê mãnh liệt!

Có thể bạn chưa biết

1. Mới chỉ có 12 người trên thế giới đã từng thực hiện những chuyến bay với phương tiện bay phản lực cá nhân.

2. Khi cất cánh, động cơ phản lực và lượng hydrô peroxit trong nó sẽ đốt cháy và nâng lên được một trọng lượng khoảng 70kg.

3. Chưa có chuyến bay bằng động cơ phản lực cá nhân nào vượt quá khoảng thời gian 30 giây.

Cỗ máy hoạt động ra sao?

Hydro peroxit chưng cất với hàm lượng cao chính là chìa khoá để những chuyến bay thành công.

1. Hệ thống điều chỉnh bằng tay mở van nhiên liệu và giải phóng khí nitơ áp suất lớn.

2. Khí nitơ được đưa vào hai bình chứa. Hai bình này chứa đầy 6 gallon nhiên liệu hydro peroxit 90%.

3. Khí nitơ làm hydro peroxit giãn nở và đẩy tới khoang chứa chất xúc tác ở phía trên.

4. Chất xúc tác chuyển hoá hydro peroxit thành dạng hơi nóng già với áp suất lớn.

5. Lượng hơi này đẩy phi công lên không trung.

Lozano đã thực hiện vai trò của nhiều người: vừa là bộ phận nghiên cứu và phát triển (R&D) vừa là người thiết kế lại kiêm luôn người trực tiếp thử nghiệm sản phẩm

Để theo đuổi công việc này đòi hỏi sự dũng cảm, đức tính bền bỉ, những điều kiện về tài chính đầy đủ và rất nhiều thời gian rảnh rỗi

Từ những điều kỳ diệu trong các câu chuyện viễn tưởng tới những cuộc biểu diễn thực sự, lịch sử nghiên cứu và thử nghiệm phương tiện bay phản lực cá nhân đã có nhiều cột mốc quan trọng.

Những năm 20 của thế kỷ 20

Phương tiện bay phản lực cá nhân lần đầu tiên xuất hiện trong bộ truyện tranh giả tưởng The skylark of space. Năm 1928, hình ảnh anh hùng không gian Buck Rogers với khả năng bay lượn như một chú chim én đã khiến bộ truyện tranh Amazing space rất được ưa chuộng.

Năm 1961

Năm 1965

Năm 1984

Năm 1995

Năm 2004