Dưới tác động của biến đổi khí hậu do con người gây ra, các tai nạn liên quan đến nhiễu động không khí đang ngày càng gia tăng. Theo Giáo sư khoa học khí quyển Paul Williams tại Đại học Reading (Anh), hiện tượng nhiễu động trời trong (CAT) – loại rung lắc dữ dội xảy ra ngay cả trong điều kiện trời quang đãng và gần như vô hình trước radar, vệ tinh hay mắt thường – đã tăng 55% kể từ năm 1979. Dự báo đến thập niên 2050, nhiễu động không khí trên phạm vi toàn cầu sẽ tăng gấp ba lần, đe dọa trực tiếp các hành lang bay nhộn nhịp qua Đông Á và Bắc Đại Tây Dương.
Bên cạnh nguy cơ gây mất an toàn, tình trạng này còn khiến máy bay nhanh hao mòn, kéo dài thời gian hành trình, làm tiêu tốn thêm nhiên liệu và gia tăng phát thải khí nhà kính. Đứng trước áp lực đó, các hãng hàng không, nhà khoa học và kỹ sư đang khẩn trương phát triển nhiều giải pháp công nghệ tiên tiến để ứng phó.
Tại Áo, công ty khởi nghiệp Turbulence Solutions đang nghiên cứu hệ thống cánh phụ nhỏ mang tên "flaplet" tích hợp trực tiếp vào cánh máy bay và vận hành bằng máy tính. Hệ thống này có khả năng theo dõi điều kiện gió theo thời gian thực để liên tục điều chỉnh góc cánh, triệt tiêu tác động tiêu cực của các luồng khí thất thường. Theo đại diện công ty, công nghệ flaplet giúp giảm hơn 80% độ xóc mà hành khách có thể cảm nhận được. Trong các thử nghiệm trên máy bay nhỏ di chuyển ở vận tốc hơn 160 km/h, thời gian phản ứng và điều chỉnh cánh chỉ mất 0,002 giây. Giám đốc điều hành Andras Galffy cho biết hệ thống đã vận hành hiệu quả trên máy bay hai chỗ ngồi và dự kiến sẽ xin cấp phép cho máy bay chở khách cỡ nhỏ vào năm 2028, trước khi mở rộng lên máy bay thương mại cỡ lớn vào năm 2040.
Ở khía cạnh cảnh báo sớm, ứng dụng trí tuệ nhân tạo đang đóng vai trò then chốt trong việc hỗ trợ các phi công né tránh vùng nguy hiểm. Điển hình như công ty SkyPath đã phát triển phần mềm lập bản đồ thời tiết ứng dụng AI. Tận dụng cảm biến tích hợp sẵn trên iPad mà phi công mang theo, SkyPath ghi nhận các dao động của máy bay và phân tích điều kiện khí quyển. Nguồn dữ liệu này được đưa vào mô hình AI cùng hơn 100 thông số khí tượng khác nhằm dự đoán các đợt nhiễu động mới với độ chính xác lên tới 90%, sau đó hiển thị trực quan trên bản đồ ứng dụng theo thời gian thực.
Nhờ thông tin từ hệ thống, phi công có thể chủ động chuyển hướng hoặc sớm chuẩn bị phương án an toàn cho hành khách. CEO SkyPath Maya Shpak cho biết nền tảng này đã giúp giảm hơn 50% số lần gặp nhiễu động cỡ vừa. Hiện tại, công nghệ của SkyPath đang được khoảng 130.000 phi công tin dùng trên 40.000 chuyến bay mỗi ngày của các hãng hàng không lớn như American Airlines, Southwest, Singapore Airlines và Emirates.
Không chỉ dừng lại ở cảnh báo, AI còn được ứng dụng để can thiệp trực tiếp vào khí động học nhằm chống lại các sự cố nguy hiểm. Nhà nghiên cứu Ricardo Vinuesa tại Đại học Michigan (Mỹ) đang ứng dụng mô hình AI học tăng cường sâu để điều khiển luồng khí thông minh, ngăn ngừa nguy cơ máy bay rơi đột ngột hoặc rơi vào trạng thái thất tốc do nhiễu động. Bằng cách xử lý hàng triệu điểm dữ liệu từ đường hầm gió thu thập qua nhiều năm, AI có thể tính toán chính xác phản ứng của từng bộ phận máy bay trước biến đổi của thời tiết.
Vào đầu năm 2025, nhóm nghiên cứu của Vinuesa cùng các chuyên gia tại Viện Công nghệ Hoàng gia KTH, Trung tâm Siêu máy tính Barcelona và Đại học Công nghệ Delft đã triển khai thí nghiệm theo dõi trạng thái dòng khí quanh cánh máy bay mô phỏng theo thời gian thực. Từ đó, AI tự động xác định thời điểm và tần suất cần thiết để kích hoạt các luồng phun khí, giúp triệt tiêu "bong bóng tách dòng nhiễu động" – hiện tượng khiến cánh máy bay mất lực nâng và tăng lực cản khi ngẩng đầu quá cao hoặc áp suất thay đổi.
Khả năng phân tích của học máy mở ra tiềm năng to lớn trong việc giải quyết các bài toán động lực học chất lưu phức tạp, bởi AI có thể phát hiện những thay đổi tinh vi của luồng xoáy vượt trội so với khả năng phán đoán thông thường của con người. Nhiễu động không khí được đánh giá là một trong những môi trường ứng dụng lý tưởng để AI thể hiện năng lực xử lý dữ liệu đa chiều của mình.
