Trung Quốc định 'lắp cánh' cho tàu để tăng tốc lên tới 450km/h

Nghiên cứu của nhóm các nhà khoa học tại Tây Nam Trung Quốc cho thấy, lắp thêm 5 đôi cánh nhỏ vào mỗi toa tàu sẽ tạo thêm lực nâng và giảm tới ⅓ trọng lượng tàu, nhờ đó giúp tăng tốc tàu cao tốc lên tới 450km/h.

Nghiên cứu nằm trong dự án CR450 được Chính phủ Trung Quốc khởi động hồi đầu năm nhằm phát triển tàu cao tốc thế hệ mới, theo tờ Bưu điện Hoa Nam (SCMP).

Trung Quốc hiện đã có tàu cao tốc nhanh nhất thế giới đạt 350km/h. Song, giới chức mong muốn cải thiện tốc độ tàu cao tốc nhanh hơn 30%, tức là chỉ mất khoảng 3 giờ đi tàu từ Bắc Kinh tới Thượng Hải, 5 giờ đi từ Bắc Kinh tới Quảng Châu qua dự án CR450.

Theo nghiên cứu của Trung tâm Đổi mới Động lực học Thành Đô do kỹ sư Zhang Jun đứng đầu, khi tốc độ tăng lên sẽ khiến thường xuyên phải sửa chữa bảo trì bánh xe và giảm tuổi thọ bánh xe. Từ đó, nhóm nghiên cứu đi đến sáng kiến thêm những đôi cánh tạo lực nâng đỡ cho tàu cao tốc để giảm năng lượng tiêu thụ và chi phí vận hành, đồng thời tạo ra đột phá so với thiết kế tàu cao tốc truyền thống.

Tàu cao tốc hiện tại của Trung Quốc có thể chạy với tốc độ 350km/h. Ảnh - Bloomberg

Ý tưởng thêm cánh cho tàu cao tốc đã được các kỹ sư Nhật Bản đề xuất vào những năm 1980, lắp những đôi cánh tương tự cánh máy bay mỗi bên thân tàu.

Việc lắp thêm cánh đã được chứng minh có hiệu quả về mặt khí động lực học, nhưng không khả quan trên thực tế vì những đôi cánh kích thước lớn và rộng khiến tàu không thể vận hành an toàn trong điều kiện không gian cơ sở hạ tầng có hạn (chẳng hạn như khi phải qua hầm hoặc nguy cơ va chạm với hàng rào bảo vệ).

Do đó, nhóm nghiên cứu của ông Zhang đề xuất lắp một loạt những bộ cánh nhỏ trên nóc toa tàu để giảm thiểu khả năng va chạm với không gian xung quanh khi tàu chạy. Ông Zhang nhấn mạnh, sự khác biệt giữa thiết kế của nhóm kỹ sư Trung Quốc và Nhật Bản ở chỗ là tàu cao tốc Trung Quốc sẽ vận hành như tên lửa hành trình thay vì giống máy bay.

Việc thiết kế và lắp đặt các bộ cánh đòi hỏi độ chính xác cao. Các đôi cánh không thể lắp ở vị trí quá thấp hoặc quá cao trên thân tàu vì có thể tạo ra lực cản thay vì nâng đỡ trọng lượng của tàu. Các nhà nghiên cứu cho rằng, vị trí phù hợp để lắp cánh là ở độ cao 1,5-2m trên nóc toa tàu.

Trung Quốc đang là quốc gia có tổng số km đường sắt cao tốc dài nhất thế giới. Ảnh - Tân Hoa Xã

Ngoài đòi hỏi kỹ thuật cực cao, ông Chen Yu, kỹ sư nghiên cứu tại Đại học Tongji, Thượng Hải cho biết, phương án lắp cánh cho tàu cao tốc còn đặt ra nhiều vấn đề khác. Chẳng hạn, phương án này có thể gây tiếng ồn trong toa, ảnh hưởng tới hành khách.

Điều này sẽ khiến các nhà thiết kế, kỹ sư phải lắp thêm các vật liệu cách âm dẫn tới tàu bị tăng trọng lượng. Ngoài ra, các kỹ sư cũng phải đảm bảo dòng điện từ máy truyền trên nóc tàu xuống động cơ không bị gián đoạn khi lắp thêm cánh.

Truyền thông Trung Quốc cho biết, những con tàu đầu tiên của dự án CR450 có thể sẽ vận hành trên tuyến đường ray dài 300km nối Thành Đô với Trùng Khánh - hai trung tâm kinh tế lớn tại Tây Nam Trung Quốc. Công tác xây dựng đường ray mới này đã bắt đầu từ tháng 9 và dự kiến kéo dài trong 5 năm.

Giải pháp lắp cánh cho tàu cao tốc được đánh giá là vừa giúp tăng tốc độ tàu, kinh tế hơn và thích hợp để sản xuất hàng loạt hơn so với phương án tàu đệm từ có vận tốc 600km/h nhưng đòi hỏi công nghệ siêu cao.

Hoàng Anh (Theo SCMP)