Mẫu phà cánh ngầm điện của Candela. Ảnh: Candela
Theo Jakob Kuttenkeuler, giáo sư kiến trúc hàng hải ở Viện Công nghệ Hoàng gia KTH của Thụy Điển, tàu cánh ngầm xuất hiện lần đầu tiên từ cuối thế kỷ 19 nhưng gần đây, phương tiện này đang nổi lên nhờ tiềm năng giảm khí thải từ tàu thuyền nhỏ như phà chở khách. Kuttenkeuler, người được ví như "bố già tàu cánh ngầm" sau nhiều năm nghiên cứu lợi ích và hạn chế của công nghệ này, nhận định động lực chính thúc đẩy sử dụng phương tiện là điện khí hóa.
Các mẫu tàu cánh ngầm thuở sơ khai chạy bằng nhiên liệu hóa thạch và có phần thân kim loại nặng nền. Thiết kế cánh rìa kép hình chữ V giúp chúng di chuyển nhanh hơn kiểu dáng thân truyền thống nhưng vẫn chịu lực cản đáng kể. Tàu cánh ngầm hiện đại hồi sinh chủ yếu nhờ những tiến bộ công nghệ mới bao gồm bộ pin nhỏ hiệu quả hơn, vật liệu chế tạo siêu nhẹ, vi máy tính vận hành cảm biến tự động cân bằng cánh ngầm, giúp thay thế cánh hình chữ V cồng kềnh bằng loại cánh thuôn dài cho phép nâng hoàn toàn thân tàu lên khỏi mặt nước. Theo Laura Marimon Giovannetti, nhà nghiên cứu và quản lý dự án ở viện Rise của Thụy Điển, tàu cánh ngầm ngày nay thường được chế tạo bằng sợi carbon kết hợp kim loại như titan, không nhấp nhô trên mặt nước và không gây say sóng.
Sau một số nghiên cứu, kỹ sư người Thụy Điển Gustav Hasselskog, nhận thấy thiết kế cánh ngầm nâng thân thuyền lên khỏi mặt nước có thể giảm tới 80% năng lượng tiêu thụ, biến công nghệ này thành một đột phá cho giao thông công cộng sạch và nhanh hơn. Năm 2014, ông thành lập công ty Candela và tiến hành thử nghiệm đầu tiên với phà cánh ngầm chạy hoàn toàn bằng điện ở Stockholm vào mùa hè năm ngoái như một phần dự án thí điểm ngắn hạn.
Phà nhỏ có thể lướt phía trên mặt nước với sự hỗ trợ của cánh ngầm nhưng những mẫu tàu thuyền lớn hơn đặt ra thách thức lớn. Theo Hawsselskog, để đạt tốc độ tối đa và hiệu suất năng lượng lớn nhất, tàu cánh ngầm phải nhỏ cả về kích thước và trọng lượng. Phương tiện cũng không thể chạy quãng đường dài mà không sạc và có nguy cơ va chạm với vật thể dưới nước như động vật hoặc khúc gỗ.
Tuy còn một số hạn chế, phương tiện cánh ngầm đang thu hút nhiều sự quan tâm. Hasselskog cho biết công ty Candela đã bán 11 chiếc phà cánh ngầm cho nhà vận hành tư nhân JalVimana ở Mumbai, Ấn Độ để giảm thời gian di chuyển trên một số tuyến đường. Trên lộ trình từ Mumbai tới sân bay Navi Mumbai, dự kiến phà cánh ngầm sẽ giảm thời gian di chuyển từ 1 giờ 45 phút xuống 30 phút và bắt đầu hoạt động năm 2026.
Tại Stockholm, Hasselskog tập trung vào lộ trình 2 giờ dài 20 km từ khu ngoại ô phía tây Ekerö tới hội trường thành phố Stockholm. Phà truyền thống mất khoảng 55 phút để chở 250 người. Mỗi chiếc phà cánh ngầm Candela có thể chở 30 người trong thời gian dưới 30 phút ở tốc độ tối đa gần 56 km/h. Hasselskog ước tính nếu chạy 3 chiếc phà và tăng số lượt chạy mỗi ngày từ 9 lên 23, lượng hành khách có thể vận chuyển sẽ tăng 15%. Hạn chế chính là phương tiện không thể di chuyển xa hơn 74 km và bộ pin cần một giờ sạc. Candela ước tính phà cánh ngầm sẽ giúp thành phố Stockholm tiết kiệm 40% chi phí.
Kitsap, một quận ở vùng ven Seattle, bang Washington, Mỹ, gần đây cũng đấu thầu chế tạo nguyên mẫu tàu cánh ngầm có thể chở 150 hành khách trong chuyến đi khứ hồi tới trung tâm thành phố (khoảng 19 km mỗi chiều). Một phần tiêu chí thiết kế là chế tạo mẫu tàu có thể tránh va chạm với gỗ trôi nổi trên vịnh Puget Sound, theo John Clauson, giám đốc điều hành công ty giao thông Kitsap Transit. Dự kiến phương tiện sẽ rút ngắn thời gian đi lại xuống 30 phút so với một giờ đi bằng phà chở xe truyền thống và mất 20 phút để sạc đầy.
An Khang (Theo BBC, MDPI)
