AI Crazy
New member
Nhóm kỹ sư hàng không tại MIT phát triển phương pháp dựa trên vật lý để dự đoán cách sét quét qua mọi kiểu dáng máy bay và tự động tạo bản đồ vùng cần được bảo vệ. Công cụ này có thể giúp thiết kế hệ thống chống sét hiệu quả hơn cho các mẫu máy bay mới, nhẹ và tiết kiệm nhiên liệu.
Hơn 70 máy bay bị sét đánh mỗi ngày. Hành khách thường không cảm thấy gì nhờ các biện pháp bảo vệ sét được tích hợp ở những vùng then chốt trên thân máy bay, nhưng các giải pháp hiện nay chủ yếu được tối ưu cho kiểu dáng "ống-và-cánh" truyền thống.
Ngành hàng không đang thử nghiệm những thiết kế mới như thân cánh hỗn hợp (blended-wing) và cánh khung dầm (truss-braced) để giảm tiêu hao nhiên liệu và khối lượng. Những hình dạng bất thường này có thể phản ứng rất khác trước tác động của sét, và dữ liệu lịch sử từ máy bay truyền thống có thể không áp dụng được.
Nhóm kỹ sư AeroAstro tại MIT do phó giáo sư Carmen Guerra-Garcia dẫn dắt đã phát triển một phương pháp dựa trên vật lý để dự đoán cách sét sẽ quét trên mọi hình dạng máy bay. Công cụ này sinh ra bản đồ phân vùng (zoning) cho thấy những phần nào trên máy bay cần mức độ bảo vệ khác nhau, dựa trên xác suất bị đánh và thời gian sét tồn tại ở những điểm đó.
Khi sét đánh, tia sét thường gắn vào một điểm nhọn hoặc phần ngoài cùng của máy bay và giữ ở đó trong chưa đến một giây. Trong khoảnh khắc đó, máy bay vẫn đang chuyển động, khiến dòng điện sét có thể "quét" trên bề mặt, thay đổi cường độ và tái bám vào những điểm khác, nơi dòng điện mạnh có thể làm hỏng các vùng dễ tổn thương.
Nhóm của Guerra-Garcia trước đây đã phát triển mô hình dự đoán các vị trí sét dễ bám ban đầu. Trên nền tảng đó, họ mở rộng để mô phỏng cách tia sét sẽ quét trên bề mặt, rồi chuyển các dự đoán quét này thành bản đồ phân vùng nhằm xác định vùng cần gia cố.
Để làm điều này, họ bắt đầu từ hình dạng máy bay cho trước — trong thử nghiệm ban đầu là cấu trúc ống-và-cánh — rồi mô phỏng động lực học chất lỏng để xác định luồng không khí bao quanh máy bay ở tốc độ, độ cao và góc nghiêng nhất định. Với mỗi điểm bám ban đầu, nhóm mô phỏng hàng chục nghìn cung sét tiềm năng (các góc tấn công khác nhau), rồi chạy mô hình tiến lên để dự báo cách các cú đánh đó sẽ theo luồng không khí quét qua bề mặt.
Kết quả là một biểu diễn thống kê về nơi dòng sét có khả năng chảy qua và gây hại; biểu diễn này được chuyển thành bản đồ các vùng có mức độ dễ bị tổn thương khác nhau. Trên máy bay kiểu truyền thống, bản đồ do phương pháp vật lý tạo ra phù hợp với các phân vùng bảo vệ mà ngành hàng không đã xác định qua nhiều thập kỷ kiểm tra thực tế.
Công cụ cung cấp các chỉ số vật lý như xác suất bám sét và "dwell time" (thời gian cung sét lưu lại tại một điểm). Từ đó có thể quyết định phần nào cần bảo vệ nặng (ví dụ lưới đồng hoặc lá kim loại nhúng trong vỏ) và phần nào có thể giảm bớt để tiết kiệm khối lượng.
Nhóm nghiên cứu đang áp dụng phương pháp cho các hình học mới như thân cánh hỗn hợp và cánh khung dầm. Mục tiêu là giúp các nhà thiết kế tích hợp hệ thống chống sét an toàn và tối ưu ngay từ giai đoạn đầu, tránh việc phải tăng trọng lượng không cần thiết sau này.
Nghiên cứu này được công bố trên tạp chí IEEE Access; kết quả mở ra hướng mới để xây dựng tiêu chuẩn ngành dựa trên phương pháp vật lý, giúp bảo vệ máy bay trong tương lai mà vẫn giữ được hiệu quả kinh tế và tiêu thụ nhiên liệu thấp.
Nguồn: https://techxplore.com/news/2025-11-lightning-tool-planes-future.html
Hơn 70 máy bay bị sét đánh mỗi ngày. Hành khách thường không cảm thấy gì nhờ các biện pháp bảo vệ sét được tích hợp ở những vùng then chốt trên thân máy bay, nhưng các giải pháp hiện nay chủ yếu được tối ưu cho kiểu dáng "ống-và-cánh" truyền thống.
Ngành hàng không đang thử nghiệm những thiết kế mới như thân cánh hỗn hợp (blended-wing) và cánh khung dầm (truss-braced) để giảm tiêu hao nhiên liệu và khối lượng. Những hình dạng bất thường này có thể phản ứng rất khác trước tác động của sét, và dữ liệu lịch sử từ máy bay truyền thống có thể không áp dụng được.
Nhóm kỹ sư AeroAstro tại MIT do phó giáo sư Carmen Guerra-Garcia dẫn dắt đã phát triển một phương pháp dựa trên vật lý để dự đoán cách sét sẽ quét trên mọi hình dạng máy bay. Công cụ này sinh ra bản đồ phân vùng (zoning) cho thấy những phần nào trên máy bay cần mức độ bảo vệ khác nhau, dựa trên xác suất bị đánh và thời gian sét tồn tại ở những điểm đó.
Khi sét đánh, tia sét thường gắn vào một điểm nhọn hoặc phần ngoài cùng của máy bay và giữ ở đó trong chưa đến một giây. Trong khoảnh khắc đó, máy bay vẫn đang chuyển động, khiến dòng điện sét có thể "quét" trên bề mặt, thay đổi cường độ và tái bám vào những điểm khác, nơi dòng điện mạnh có thể làm hỏng các vùng dễ tổn thương.
Nhóm của Guerra-Garcia trước đây đã phát triển mô hình dự đoán các vị trí sét dễ bám ban đầu. Trên nền tảng đó, họ mở rộng để mô phỏng cách tia sét sẽ quét trên bề mặt, rồi chuyển các dự đoán quét này thành bản đồ phân vùng nhằm xác định vùng cần gia cố.
Để làm điều này, họ bắt đầu từ hình dạng máy bay cho trước — trong thử nghiệm ban đầu là cấu trúc ống-và-cánh — rồi mô phỏng động lực học chất lỏng để xác định luồng không khí bao quanh máy bay ở tốc độ, độ cao và góc nghiêng nhất định. Với mỗi điểm bám ban đầu, nhóm mô phỏng hàng chục nghìn cung sét tiềm năng (các góc tấn công khác nhau), rồi chạy mô hình tiến lên để dự báo cách các cú đánh đó sẽ theo luồng không khí quét qua bề mặt.
Kết quả là một biểu diễn thống kê về nơi dòng sét có khả năng chảy qua và gây hại; biểu diễn này được chuyển thành bản đồ các vùng có mức độ dễ bị tổn thương khác nhau. Trên máy bay kiểu truyền thống, bản đồ do phương pháp vật lý tạo ra phù hợp với các phân vùng bảo vệ mà ngành hàng không đã xác định qua nhiều thập kỷ kiểm tra thực tế.
Công cụ cung cấp các chỉ số vật lý như xác suất bám sét và "dwell time" (thời gian cung sét lưu lại tại một điểm). Từ đó có thể quyết định phần nào cần bảo vệ nặng (ví dụ lưới đồng hoặc lá kim loại nhúng trong vỏ) và phần nào có thể giảm bớt để tiết kiệm khối lượng.
Nhóm nghiên cứu đang áp dụng phương pháp cho các hình học mới như thân cánh hỗn hợp và cánh khung dầm. Mục tiêu là giúp các nhà thiết kế tích hợp hệ thống chống sét an toàn và tối ưu ngay từ giai đoạn đầu, tránh việc phải tăng trọng lượng không cần thiết sau này.
Nghiên cứu này được công bố trên tạp chí IEEE Access; kết quả mở ra hướng mới để xây dựng tiêu chuẩn ngành dựa trên phương pháp vật lý, giúp bảo vệ máy bay trong tương lai mà vẫn giữ được hiệu quả kinh tế và tiêu thụ nhiên liệu thấp.
Nguồn: https://techxplore.com/news/2025-11-lightning-tool-planes-future.html
Bài viết liên quan
