Why doesn't everyone have a jetpack? - Richard Browning

Translator: Dinh Lieu Vu Reviewer: Nhu PHAM

On April 12, 1961, Soviet cosmonaut Yuri Gagarin

Vào ngày 12, tháng Tư, năm 1961 phi hành gia người Liên Xô Yuri Gagarin

piloted a 2,400 kilogram spacecraft in humanity’s first manned space flight.

là người đầu tiên trên thế giới điều khiển một tàu không gian

nặng 2,4 tấn bay vào vũ trụ.

One week later, Bell Aerosystems debuted another advancement in aviation:

Một tuần sau đó, công ty Bell Aerosystems

đã cho ra mắt một phát minh khác của ngành hàng không:

the gas-powered rocket pack.

ba lô tên lửa chạy bằng khí đốt.

Capable of flying 35 meters in just 13 seconds,

Nó có khả năng bay 35m trong chỉ 13 giây, khiến người xem bất ngờ.

the rocket pack thrilled onlookers.

But the device’s engineers were less enthused.

Nhưng các kĩ sư phát minh ra nó đã không mấy hào hứng

Dù đã nỗ lực nhiều năm tháng với phát minh tiên tiến này,

Despite years of cutting-edge work,

they knew this short flight was all the rocket pack could muster.

họ hiểu 13 giây là tất cả những gì mà chiếc ba lô này có thể làm được.

So why was a massive spacecraft easier to send flying than a single pilot?

Vậy vì sao tàu không gian đồ sộ

lại dễ dàng bay lượn hơn một phi công?

According to Newton's laws of motion,

Theo các định luật về chuyển động của Newton,

the physics behind flight are actually quite simple.

nguyên lý của bay lượn khá đơn giản.

All you need is a powerful enough upward force

Bạn chỉ cần một công suất đủ để tạo ra lực nâng

to counteract the downward force of gravity.

thắng được lực hút của trái đất.

And since objects with more mass experience stronger gravitational forces,

Kết quả là vật nặng sẽ chịu nhiều tác động của lực hấp dẫn,

lighter objects should be easier to get off the ground.

trong khi vật có trong lượng nhẹ sẽ dễ dàng hơn rời khỏi mặt đất.

However, modern jet engines, our primary tool for flight,

Tuy nhiên, ở những động cơ phản lực hiện đại,

công cụ chủ chốt cho các chuyến bay,

actually get more efficient the larger they are.

thực tế lại hiệu quả hơn khi có kích thước lớn.

Jet engines work by sucking in huge volumes of air,

Động cơ phản lực hoạt động theo cơ chế hút vào một lượng lớn không khí

and then expelling that air as quickly as possible.

và tống chúng ra nhanh nhất có thể.

While most of this actually bypasses the inner machinery,

Thực tế, hầu hết không khí hút vào sẽ chạy khắp trong thân máy,

it still contributes to a huge portion of the engine's thrust.

giúp động cơ tạo ra một lực đẩy lớn.

But the air that does enter the engine’s core gets compressed

Nhưng không khí vào bên trong lõi động cơ sẽ bị nén lại

by a series of tightly packed blades.

bởi một loạt cánh quạt mỏng được bố trí dày đặc.

That compressed air then enters the combustion chamber,

Khí nén đó sẽ đi tiếp vào buồng đốt,

where it is injected with jet fuel and ignited.

ở đó, nó sẽ được đốt cháy cùng với nhiên liệu phản lực được phun vào.

The heat causes the compressed air to rapidly expand,

Nhiệt năng sẽ làm không khí nén nở ra nhanh chóng,

bursting out of the exhaust and propelling the engine forward.

thoát ra ngoài qua ống xả và đẩy động cơ tiến về phía trước.

As air leaves the engine it also turns a turbine embedded in the exhaust nozzle.

Khi rời khỏi động cơ, không khí cũng làm quay một tuabin được gắn trong vòi xả.

This turbine powers the fan and the compressor blades,

Động cơ này cung cấp lực cho quạt và các cánh máy nén,

creating a cycle that maintains thrust for as long as there’s fuel to burn.

tạo ra một chu kì giúp duy trì sức nén

miễn là còn nhiên liệu để đốt.

The more air an engine can take in and expel the more thrust it can produce.

Càng có nhiều không khí đi vào chu kì hoạt động này,

càng tạo ra nhiều lực đẩy.

On a modern jet, the diameter of a frontal fan is larger than a truck.

Mặt trước cánh quạt của động cơ

có đường kính còn to hơn một chiếc xe tải.

And even spinning at relatively low speeds,

Và ngay cả khi quay ở tốc độ tương đối chậm,

these engines produce more than enough thrust to maintain the necessary speed

những động cơ này vẫn tạo ra đủ lực đẩy để duy trì tốc độ bay cần thiết

for flying a passenger aircraft.

cho một máy bay dân dụng

But smaller engines simply can’t take in this much air.

Nhưng động cơ nhỏ khó thể lấy chừng đấy không khí.

For most of the 20th century, engineers couldn’t produce an engine

Suốt thế kỉ 20, các kĩ sư đã không thể chế tạo động cơ đủ nhỏ và nhẹ

small and light enough for an individual to wear,

dành cho một người mà tạo ra đủ lực để nâng anh ta lên

yet powerful enough to lift itself alongside its pilot and fuel.

cùng với nhiên liệu.

Designs could only carry enough fuel for 30 seconds of flight,

Các thiết kế chỉ có thể mang theo nhiên liệu

đủ để bay trong 30 giây và khi bay lên,

and when airborne, the powerful thrust in a single direction

lực đẩy mạnh tạo ra trực tiếp từ ba lô phản lực

made jetpacks difficult and dangerous to control.

rất khó kiểm soát và cực kì nguy hiểm.

But the new millennium brought advances in materials, manufacturing,

Nhưng thiên niên kỉ mới

mở ra những tiến bộ trong công nghệ nguyên liệu, chế tạo

and computing technology,

và tính toán

including systems which could manage fuel injection with incredible precision.

bao gồm những hệ thống

mà có thể quản lí việc phun nhiên liệu với độ chính xác đáng kinh ngạc.

Together, these dramatically improved the fuel efficiency

Kết hợp tất cả các yếu tố đó

đã giúp cải thiện đáng kể hiệu quả của nhiên liệu

and power-to-weight ratio of jet engines.

và tỉ số công suất-trọng lượng của động cơ phản lực.

By 2016, micro-engines the size of a coffee can

Vào năm 2016,

động cơ siêu nhỏ có kích thước chỉ bằng một lon cà phê,

and weighing less than 2kg

nặng dưới 2kg

và có thể đạt được lực đẩy bằng 220 Newton.

could achieve 220 Newtons of force.

This was when an English engineer named Richard Browning

Một kỹ sư người Anh tên là Richard Browning

saw the opportunity to create a new kind of lightweight jetpack.

đã nhìn thấy cơ hội chế tạo một loại ba lô phản lực hạng nhẹ mới.

In addition to a single engine strapped to the back,

Ngoài một động cơ duy nhất được gắn phía sau,

this so-called Jet Suit involved a pair of micro-engines on each arm

thứ được gọi là bộ áo phản lực này

còn gồm một cặp động cơ siêu nhỏ trên mỗi cánh tay

to split and balance the thrust.

để chia tách và cân bằng lực đẩy.

Working with the back engine, these provided three-points of stability,

Hoạt động cùng với động cơ phía sau, các động cơ này tạo ra ba điểm ổn định,

which some pilots describe as being akin to comfortably leaning on crutches

mà một vài phi công mô tả nó giống như

thoải mái dựa vào hai cái nạng chống

trong khi có một người đỡ bạn từ phía sau.

while a friend supports your back.

It may seem complicated to manage all these engines at once,

Dường như khá khó để kiểm soát các động cơ cùng lúc,

but many pilots master it in less than a day

nhưng nhiều phi công mất chưa tới một ngày để thành thạo

with the help of another advanced computer system— their brain.

với sự trợ giúp

của một hệ thống máy tính tiên tiến - bộ não của họ.

Various brain regions and multiple sensory systems

Các vùng não đa dạng cùng nhiều hệ thống giác quan

perfectly calibrate our sense of balance and spatial orientation,

điều chỉnh một cách hoàn hảo

cảm giác cân bằng và định hình về không gian,

helping pilots smoothly direct their flights.

giúp các phi công bay lượn suôn sẻ.

Slight movements of the arms allow operators to increase and decrease lift,

Di chuyển nhẹ nhàng các cánh tay,

người vận hành có thể bay lên hay hạ xuống,

quickly turn in mid-air, or glide forward for up to 5 minutes.

xoay người nhanh chóng hay lượn về phía trước đến năm phút.

This technology is still fairly new,

Công nghệ này rõ ràng vẫn còn khá mới mẻ,

and without major advances in fuel efficiency and engine technology,

và nếu không có những tiến bộ to lớn

về hiệu quả nhiên liệu và công nghệ động cơ,

don’t expect to have a jetpack of your own any time soon.

thì khó để mỗi chúng ta sở hữu một chiếc ba lô phản lực cho riêng mình.

But if reaching for the sky already got us this far,

Nhưng nếu mong ước vươn tới trời cao đã đưa ta đi xa đến mức này,

who knows where we'll fly next?

ai mà biết được đâu sẽ là đích đến kế tiếp?