Công nghệ biến động cơ phản lực lai tên lửa đẩy thành hiện thực

Công nghệ ngăn động cơ phản lực tan chảy ở tốc độ siêu thanh được thử thành công, giúp giảm giờ bay từ London tới New York xuống một tiếng.

Bước tiếp theo là thử nghiệm công nghệ ở tốc độ Mach 5,5 tương đương 6.800km/h, có thể rút ngắn thời gian bay giữa London và New York xuống chưa đầy một tiếng. Công nghệ này sẽ phục vụ động cơ phản lực lai tên lửa đẩy Synergetic Air Breathing Rocket Engine (Sabre), lắp trên các máy bay lớn để chở khách vòng quanh thế giới trong vài giờ và chở hàng hóa lên quỹ đạo.Nhóm nghiên cứu đến từ công ty Reaction Engines của Anh chế tạo thành công bộ làm lạnh sơ bộ ở tốc độ mô phỏng Mach 3,3 tương đương 4.075km/h, giúp lắp đặt động cơ siêu thanh cỡ lớn trên máy bay phản lực chở khách trở nên khả thi hơn. Bộ làm lạnh sơ bộ cho phép máy bay di chuyển ở tốc độ cao mà không tiếp xúc với không khí nóng khiến động cơ tan chảy. Thiết bị đã được thử nghiệm ở tốc độ mô phỏng lớn gấp hơn hai lần vận tốc âm thanh.

Công nghệ làm lạnh sơ bộ có tiềm năng ứng dụng trên máy bay vũ trụ tái sử dụng. (Ảnh: Reaction).

Reaction xây dựng cơ sở thử nghiệm TF2 tại Cảng Hàng không Vũ trụ Colorado, Mỹ, và sử dụng động cơ tuabin phản lực General Electric J79 để mô phỏng điều kiện máy bay sẽ trải qua ở tốc độ siêu thanh. Công ty hy vọng có thể tạo ra một phương tiện tái sử dụng kết hợp tính tiết kiệm nhiên liệu của động cơ phản lực với sức mạnh và tốc độ của tên lửa.

Công ty Reaction có trụ sở ở Oxfordshire cho rằng mẫu máy bay có thể vượt qua quãng đường London và New York trong chưa đầy một giờ khi di chuyển ở tốc độ tối đa. Công ty cũng muốn đưa hành khách cũng như hàng hóa lên vũ trụ và trở về Trái Đất. Phát ngôn viên của Reaction chia sẻ dù cần nhiều thập kỷ để hoàn thiện trước khi vận hành trên máy bay phản lực chở khách, công nghệ trao đổi nhiệt mới có nhiều ứng dụng tiềm năng từ hàng không vũ trụ tới các môn thể thao tốc độ, quá trình xử lý công nghiệp và trong ngành dầu khí.

Công nghệ làm lạnh sơ bộ được thiết kế để hạ thấp nhiệt độ không khí qua động cơ từ hơn 1.000 độ C xuống nhiệt độ phòng trong 0,05 giây. Để thực hiện điều này, nhóm nghiên cứu phát triển một thiết bị trao đổi nhiệt nhằm kiểm soát luồng khí nhiệt độ cực cao. Công nghệ sẽ làm lạnh không khí trong ống nạp của động cơ tuabin phản lực tốc độ cao trên máy bay siêu thanh.

Từ lúc cất cánh tới khi đạt tốc độ Mach 5,5, động cơ Sabre sẽ nạp oxy trong không khí vào buồng đốt tên lửa. Tại đây, động cơ sẽ khai hỏa cùng với hydro lỏng có sẵn. Sau khi lên tới độ cao lớn, nó sẽ đốt cháy oxy lỏng và hydro lỏng từ bình chứa nhiên liệu. Sabre thực hiện điều này bằng cách làm nguội luồng khí trong chưa đầy 0,05 giây. Ở độ cao và vận tốc nhỏ, Sabre hoạt động giống như động cơ phản lực, đốt cháy nhiên liệu trong luồng khí lấy từ khí quyển. Ở độ cao và vận tốc lớn, Sabre sẽ chuyển hẳn sang chế độ tên lửa, kết hợp nhiên liệu với oxy bên trong.