Động cơ đặc biệt giúp máy bay siêu thanh đạt tốc độ 11.113 km/h

Nhóm nghiên cứu của Viện Cơ khí, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc đã phát triển động cơ siêu thanh chạy bằng dầu hỏa (kerosene) kích nổ bằng sóng xung kích đầu tiên trên thế giới có thể cung cấp sức mạnh để máy bay đạt tới tốc độ gấp 9 lần vận tốc âm thanh bằng nhiên liệu giá rẻ.

Với cùng mức năng lượng, sóng xung kích kích hoạt hàng loạt vụ nổ xảy ra gần như ngay lập tức và giải phóng nguồn năng lượng nhiều hơn hẳn so với động cơ đốt trong truyền thống, đặc biệt là ở tốc độ trên Mach 8 (9.878km/h).

Vào hồi đầu năm, nhóm nghiên cứu đã thực hiện một số thử nghiệm với động cơ kích nổ gián tiếp trên mặt đất, tạo ra lực đẩy thông qua một loạt vụ nổ diễn ra trong đường hầm sóng xung kích siêu thanh JF-12 ở Bắc Kinh.

Động cơ này của các nhà nghiên cứu sử dụng RP-3, một loại nhiên liệu phản lực thường gặp tại các sân bay. Theo Liu Yunfeng, người đứng đầu nhóm nghiên cứu kerosene là nhiên liệu có mật độ năng lượng cao, dễ lưu trữ và vận chuyển nên được lựa chọn cho các động cơ hút khí.

Việc đánh lửa kerosene trong không khí cực nóng và dịch chuyển nhanh là một thách thức đối với các nhà khoa học.

Kerosene cháy chậm hơn hydro, nên động cơ chạy bằng nhiên liệu này cần phải có cầu buồng kích nổ dài hơn, khoảng gấp 10 lần so với sử dụng hydro, để duy trì hỗn hợp nhiên liệu – khí trong thời gian lâu hơn. Đối với phần lớn máy bay siêu thanh, việc tăng thêm độ dài là bất khả thi.

Để khắc phục vấn đề này, các nhà khoa học Trung Quốc đã thêm một mấu vào bề mặt cửa nạp khí của động cơ. Điều chỉnh đơn giản này giúp đánh lửa kerosene trở nên dễ dàng hơn trong khi vẫn giữ được kích thước nhỏ gọn của buồng kích nổ.

Kết quả của thử nghiệm ở đường hầm JF-12 với các điều kiện khác nhau cho thấy sóng xung kích tạo ra không chỉ đánh lửa kerosene mà còn giới hạn vụ nổ trong không gian nhỏ, cho nguồn cung cấp lực đẩy ổn định.

Chính phủ Trung Quốc kỳ vọng có thể chế tạo một đội máy bay sử dụng công nghệ siêu thanh có thể chở khách tới bất kỳ nơi nào trên Trái Đất trong vòng 1-2 giờ.

Cho tới nay, việc giảm chi phí chế tạo và vận hành vẫn là một thách thức lớn trong việc phát triển các máy bay siêu thanh.