Đường hầm gió mô phỏng bay siêu thanh

Để mô phỏng điều kiện bay ở tốc độ Mach 5 (6.174 km/h) hoặc nhanh hơn ở tốc độ cao, đường hầm gió chạy máy bơm chân không 13 megawatt (MW) để tạo ra môi trường cực hạn từ không khí mỏng. Nhưng lượng điện cần thiết để máy bơm để vận hành liên tục lớn hơn "giới hạn mà mạng lưới phân phối điện ở địa phương có thể chịu được", theo kỹ sư Li Yanliang ở Viện phương tiện Trường Chinh vũ trụ Bắc Kinh trong bài báo đăng trên tạp chí Measurement & Control Technology tuần trước.

Thay vào đó, máy bơm cần chạy bằng động cơ tàu thủy, Li và đồng nghiệp cho biết. Hệ thống bơm này chỉ là một bộ phận của cơ sở đường hầm gió siêu thanh. Các thiết bị tiêu thụ nhiều năng lượng khác bao gồm quạt công suất lớn có thể thúc đẩy luồng khí tới tốc độ cực cao và máy sưởi để ion hóa không khí. Nhóm nghiên cứu làm việc tại quận Phong Đài, Bắc Kinh, của Li không tiết lộ địa điểm cũng như nhu cầu tiêu thụ điện chính xác của toàn bộ cơ sở.

Trung Quốc đã đạt bước tiến quan trọng trong công tác xây dựng đường hầm gió những năm gần đây nhưng quốc gia này gia nhập cuộc đua khá muộn. Đường hầm A rộng 1 m, đường hầm gió siêu thanh liên tục đầu tiên trên thế giới do Không quân Mỹ xây dựng dựa trên công nghệ của Đức vào thập niên 1950 mô phỏng bay từ tốc độ Mach 7 (8.643 km/h) tới Mach 10 (12.348 km/h), có công suất lắp đặt 57 MW.

Giáo sư Jiang Zonglin, nhà nghiên cứu ở Viện Cơ khí tại Bắc Kinh, ước tính đường hầm rộng 3 m đủ lớn để chứa nguyên mẫu máy bay siêu thanh cỡ nhỏ, cần khoảng 900 MW điện. Theo ông, chỉ lượng điện như vậy mới có thể tạo ra luồng khí liên tục nhằm mô phỏng điều kiện bay ở tốc độ Mach 8 (9.878 km/h) tại độ cao 40.000 m, với nhiệt độ hơn 2.700 độ C.

"Công suất đầu ra thậm chí còn cao hơn tổng công suất lắp đặt ban đầu của nhà máy thủy điện Cát Châu Bá trên sông Dương Tử phía tây Trung Quốc", Jiang, một trong những chuyên gia đầu ngành về đường hầm siêu thanh của Trung Quốc, cho biết.

Trung Quốc đang vận hành lưới điện lớn và mạnh nhất thế giới, truyền gần 1/3 lượng điện sản xuất trên toàn cầu vào năm ngoái. Một số đường hầm gió sử dụng vụ nổ hóa học để tạo ra luồng khí nóng di chuyển nhanh, nhưng phần lớn sử dụng điện từ lưới điện. Do hạn chế đối với nguồn cung cấp điện, hầu hết đường hầm gió siêu thanh chỉ có thể hoạt động trong tích tắc. Đường hầm càng vận hành lâu, mô phỏng càng xác thực hơn.

Nhóm nghiên cứu của Li cho biết, đường hầm gió siêu thanh quy mô lớn với luồng khí liên tục rất khó xây dựng bởi chúng rất tốn kém và đi kèm nhiều thách thức kỹ thuật. Ví dụ, hệ thống bơm chân không chạy nhờ hàng chục động cơ diesel vốn được chế tạo để phục vụ tàu thủy. Các bước cần thiết để kích hoạt những động cơ tàu thủy phức tạp này bao gồm tra dầu và làm nóng. Bất kỳ lỗi nào trong kết nối và ngắt động cơ với máy bơm đều có thể gây sốc điện, dẫn tới hỏng hóc ở những bộ phận cơ khí quan trọng.

An Khang (Theo SCMP)