Vượt Mỹ và Liên Xô, Trung Quốc vừa làm nên kỳ tích "vô tiền khoáng hậu"

Trung Quốc vừa làm nên lịch sử

SCMP thông tin ngày 26/1, hệ thống đường ray điện từ tại Tế Nam, Trung Quốc vừa đạt được kỳ tích: Phóng thành công phương tiện nặng 1 tấn vượt qua tốc độ Mach 1 (vận tốc âm thanh) nhờ phương pháp điều khiển đột phá không cần cảm biến.

Kỳ tích này chính thức đưa hệ thống xe trượt điện từ Tế Nam trở thành bệ phóng điện từ quy mô lớn đầu tiên trên thế giới phá vỡ rào cản âm thanh một cách ổn định, tin cậy.

Nhóm các nhà khoa học Trung Quốc ví trải nghiệm phá vỡ rào cản âm thanh bằng hệ thống đường ray điện từ quy mô lớn giống như lái xe ở tốc độ hơn 1.200 km/giờ mà bị bịt mắt.

Cần phải nói rõ: Hệ thống đường ray có khả năng tăng tốc các vật nặng cỡ một tấn vượt tốc độ âm thanh Mach 1 bằng lực điện từ đã hoạt động trơn tru tại Tế Nam hơn 2 năm nay.

Điểm mới quan trọng nhất trong thành tựu này chính là khả năng duy trì kiểm soát một cách đáng tin cậy của hệ thống đường ray điện từ "nhanh như đạn bắn" này, từ đó thúc đẩy các giải pháp vận tải và phóng tên lửa bền vững hơn, ít ô nhiễm hơn trong tương lai.

Vượt Mỹ, Liên Xô - Trung Quốc đạt được khả năng phóng điện từ siêu thanh đáng tin cậy

Điểm đột phá lớn nhất chính là không cần cảm biến (sensorless) – một phương pháp hoàn toàn mới mẻ.

Vấn đề lớn khi chạy siêu thanh là sóng xung kích (shock waves) tạo ra lực khí động không ổn định, làm hỏng cảm biến truyền thống và gây mất kiểm soát động cơ. Trung Quốc theo đuổi một chiến lược khác: Thay vì dùng cảm biến ngoài dễ hỏng, nhóm nghiên cứu lấy thông tin tốc độ trực tiếp từ những biến thiên điện áp nhỏ tạm thời trong các cuộn dây nguồn phân đoạn. 

Họ đã phát triển một thuật toán kết hợp các số liệu từ nhiều cuộn dây lân cận, lọc bỏ nhiễu và biến dạng do xung điện gây ra, và thực hiện tự hiệu chuẩn theo thời gian thực. Độ chính xác theo dõi tốc độ chỉ sai lệch 1,1% dù ở tốc độ lên đến 370 mét/giây – đủ để kiểm soát ổn định mà không bị rối loạn. 

Theo IE, các quốc gia như Mỹ và Liên Xô (cũ) đã dành hàng thập kỷ để cố gắng vượt qua thách thức của hệ thống phóng điện từ siêu thanh một cách đáng tin cậy, nhưng cuối cùng những nỗ lực của họ đã thất bại. 

Đơn cử, Hệ thống phóng máy bay điện từ (EMALS) trên tàu sân bay Mỹ hiện đại như USS Gerald R. Ford chỉ giúp máy bay đạt tốc độ khoảng 78 mét/giây – thấp hơn rất nhiều so với ngưỡng siêu thanh (Mach 1) mà Trung Quốc vừa chinh phục. Để cải thiện tốc độ, người Mỹ thêm phần cứng như cảm biến bên ngoài, nhưng chúng dễ hỏng nặng trong môi trường khắc nghiệt: sóng xung kích mạnh và nhiễu loạn khí động học khi chạy ở độ cao thấp.

Đột phá của người Trung Quốc không chỉ khiến hệ thống đường ray điện từ Tế Nam hoạt động ổn định hơn mà còn hỗ trợ các tiến bộ trong lĩnh vực bay siêu thanh, vật liệu hàng không vũ trụ thế hệ mới và các hệ thống phóng tàu vũ trụ/tên lửa tiên tiến.

Điều này góp phần thúc đẩy các giải pháp vận tải và phóng tên lửa ít gây hại môi trường hơn trong tương lai (nhờ việc giảm nhiên liệu rocket từ đó giảm phát thải và chi phí) – đặc biệt khi thế giới đang tìm cách giảm phát thải từ hàng không và vận tải.

Bên cạnh hệ thống xe trượt từ trường tiên tiến nhất thế giới, cơ sở Jinan, do Viện Kỹ thuật Điện thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc vận hành, còn 

Công trình này được công bố trên tạp chí Transactions of China Electrotechnical Society.