Năm 2023, hệ thống “xe trượt điện từ” của Trung Quốc đã trở thành bệ phóng điện từ quy mô lớn đầu tiên trên thế giới vượt qua rào cản âm thanh. Trong các đợt thử nghiệm ban đầu, hệ thống này đã tăng tốc các phương tiện thử nghiệm nặng 1 tấn lên tốc độ vượt Mach 1 (tương đương tốc độ âm thanh).
Sau hơn 2 năm vận hành tại thành phố Tế Nam, miền đông Trung Quốc, các nhà khoa học đã công bố thêm những phân tích mới về các công nghệ then chốt đứng sau thành tựu này.
Theo bài viết từ SCMP, một trong những thách thức lớn nhất của hệ thống đường ray điện từ là sóng xung kích phát sinh ở mặt đất khi thiết bị đạt tốc độ siêu thanh. Cường độ của sóng này đủ mạnh để phá hủy các loại cảm biến truyền thống. Điều này đặc biệt nguy hiểm ở vận tốc cao, bởi chỉ một sai lệch nhỏ do thiếu dữ liệu cũng có thể dẫn tới sự cố nghiêm trọng.
Trong bài nghiên cứu, các nhà khoa học cho biết khi động cơ cảm ứng tuyến tính hoạt động ở tốc độ siêu thanh, khoảng 340 mét/giây, trong điều kiện độ cao dưới 100 mét và nhiệt độ dưới 30 độ C, các lực khí động học không ổn định do sóng xung kích tạo ra có thể gây nhiễu mạnh cho bộ phận chuyển động. Sự nhiễu loạn này làm gián đoạn các thiết bị đo tốc độ và vị trí, từ đó dẫn đến lỗi trong kiểm soát tốc độ của động cơ.
Để giải quyết vấn đề này, một nhóm nghiên cứu thuộc Viện Kỹ thuật Điện, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, đã công bố một phương pháp ước tính tốc độ không cần cảm biến cho các hệ thống phóng điện từ siêu thanh. Công trình được đăng trên tạp chí Transactions of China Electrotechnical Society. Theo nhóm nghiên cứu, phương pháp không sử dụng cảm biến bên ngoài này giúp hệ thống xe trượt điện từ vận hành an toàn ở tốc độ siêu thanh.
Trước đây, Mỹ và Nga từng dành nhiều thập kỷ để tìm cách đạt được khả năng phóng điện từ siêu thanh ổn định, nhưng đều không thành công.
Hệ thống phóng máy bay điện từ EMALS đang được Hải quân Mỹ sử dụng trên các tàu sân bay như USS Gerald R. Ford chỉ đạt vận tốc khoảng 78 mét/giây. Mức này còn rất xa so với ngưỡng siêu thanh. Các nỗ lực nâng tốc độ trước đây chủ yếu dựa vào việc lắp thêm phần cứng như các cảm biến bên ngoài. Tuy nhiên, các thiết bị này tỏ ra quá mong manh trước điều kiện khắc nghiệt, bao gồm sóng xung kích mạnh và nhiễu động khí động học ở độ cao thấp.
Ngoài hệ thống xe trượt điện từ đầu tiên trên thế giới đạt vận tốc siêu thanh, cơ sở tại Tế Nam do Viện Kỹ thuật Điện thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc vận hành còn hỗ trợ nghiên cứu trong nhiều lĩnh vực khác. Các lĩnh vực này bao gồm bay siêu thanh, vật liệu hàng không vũ trụ thế hệ mới và các hệ thống phóng tàu không gian tiên tiến.
Thiên Di
Theo IE
