Trung Quốc phá kỷ lục thử nghiệm động cơ tên lửa siêu vượt thanh

Các nhà khoa học Trung Quốc thông báo tạo đột phá lớn trong chế tạo động cơ scramjet được sử dụng cho tên lửa siêu vượt thanh của nước này.

Trong thử nghiệm trên mặt đất ở Bắc Kinh, tiến sĩ Fan Xuejun và các đồng nghiệp tại Viện Cơ học Trung Quốc đã thổi luồng khí cực nóng vào động cơ và đốt cháy nhiên liệu trong 600 giây, theo bài báo đăng trên trang web của viện vào tháng trước, South China Morning Post trích dẫn.

Trước đó, Mỹ nắm giữ kỷ lục về thời gian đốt cháy liên tục của động cơ scramjet. Năm 2013, mẫu thử nghiệm tên lửa siêu vượt thanh X-51A Waverider đã đốt cháy liên tục trong 210 giây để giúp tên lửa bay với tốc độ hơn Mach 5 (khoảng 6.174 km/h).

Đột phá của Trung Quốc dựa trên quá trình nghiên cứu có hệ thống đầu tiên trên thế giới về tác động của sự thay đổi trạng thái nhiên liệu hydrocarbon đối với hiệu suất và tính ổn định của quá trình đốt cháy nhiên liệu ở tốc độ siêu vượt thanh.

Phương tiện bay siêu vượt thanh DF-17 của Trung Quốc trưng bày trước công chúng trong cuộc duyệt binh vào năm ngoái. Ảnh: Tân Hoa Xã.

Scramjet là loại động cơ đặc biệt, nó chỉ hoạt động khi phương tiện mang nó đã đạt tới tốc độ siêu thanh. Động cơ này được thiết kế để giúp tên lửa bay với tốc độ Mach 5 hoặc cao hơn. Động cơ phản lực truyền thống có thể tan chảy ở tốc độ này.

Động cơ scramjet không có máy nén như động cơ phản lực thông thường, thay vào đó, nó sử dụng tốc độ di chuyển về phía trước của phương tiện bay để nén không khí và trộn với nhiên liệu năng lượng cao để tạo ra lực đẩy.

Luồng không khí ở tốc độ siêu thanh có thể làm tăng nhiệt độ của động cơ lên 4.000 độ C, gấp đôi so với động cơ phản lực thông thường. Nếu sự tích tụ nhiệt kéo dài trong khoảng thời gian nhất định có thể khiến động scramjet phát nổ.

Tiến sĩ Fan và các đồng nghiệp giải quyết vấn đề này bằng cách hướng luồng nhiên liệu lên bề mặt các thành phần nóng nhất, như buồng đốt. Với sự kiểm soát chính xác, nhiên liệu có thể hấp thụ và tản nhiệt.

Sau đó nhiệt độ sẽ biến nhiên liệu thành một loại khí gồm các phân tử carbon và hydro, luồng khí này gặp oxy trong không khí nén và đốt cháy để tạo lực đẩy. Huang Yue, phó giáo sư kỹ thuật hàng không vũ trụ tại Đại học Hạ Môn, cho biết 10 phút đối với một lần hoạt động của động cơ scramjet là một thành tích ấn tượng.

“Trong nhiều thử nghiệm, nó chỉ kéo dài trong vài giây”, ông nói. Phòng thí nghiệm nghiên cứu không quân Mỹ phải mất tới 9 tháng mới tích lũy được tổng cộng 30 phút đốt cháy đối với động cơ scramjet.

Tuy nhiên, phó giáo sư Huang cho rằng động cơ scramjet có thể duy trì hiệu suất trong chuyến bay ở tốc độ siêu vượt thanh vẫn còn là một ẩn số. Ông Huang nói rằng các thử nghiệm trên mặt đất không thể mô phỏng tất cả yếu tố trong chuyến bay thực tế ở độ cao lớn.

Bên cạnh đó, một số bộ phận hoạt động tốt trên mặt đất có thể trở nên kém tin cậy hơn khi ở trên không trung. Ngoài ra, bài viết của viện không cho biết khi nào thử nghiệm hoàn thành, hoặc hiệu suất trong chuyến bay thực tế, nhưng động cơ đã được áp dụng cho trong một chương trình phát triển vũ khí siêu vượt thanh bí mật.

Trung Hiếu