Hermeus - một công ty khởi nghiệp về công nghệ hàng không tại Georgia đã vừa công bố đạt được hợp đồng với không lực Hoa Kỳ để phát triển ý tưởng về một loại động cơ siêu thanh dành cho máy bay. Đơn vị của USAF gây quỹ cho dự án là Phòng điều hành không vận cho tổng thống và lực lượng hành pháp cũng là đơn vị quản lý chuyên cơ Air Force One. Động cơ siêu thanh này hướng đến tốc độ Mach 5 (gấp 5 lần tốc độ âm thanh hay 3308 knot = 6126 km/h) và như vậy chiếc Không Lực Một nếu gắn động cơ này có thể đưa tổng thống từ New York đến London trong chỉ 90 phút thay vì 7 tiếng.
https://www.instagram.com/p/B9mY7u-A-E9/?utm_source=ig_web_copy_link
USAF đã quyết định đầu tư cho Hermeus sau khi công ty này trình diễn động cơ Mach 5 của mình hồi tháng 2 năm ngoái. Điều đáng nói là Hermeus chỉ mất 9 tháng để phát triển động cơ với thiết kế kết hợp giữa động cơ phản lực cánh quạt (turbofan) và động cơ phản lực dòng thẳng (ramjet).
Động cơ turbofan là loại động cơ phản lực thường thấy trên máy bay chở khách thương mại. Cánh quạt lớn phía trước giúp hút khí vào bên trong các máy nén và cùng với nhiên liệu đốt, nó tạo ra lực đẩy. Thêm vào đó, một phần khí được cánh quạt hút vào sẽ đi qua viền khí (dòng tách) nằm ngoài lõi động cơ, từ đó tạo ra lực đẩy cộng thêm. Loại động cơ này cho phép máy bay đạt được tốc độ cận âm tức dưới Mach 1 (dưới 980 km/h).
https://www.instagram.com/p/B9mY7u-A-E9/?utm_source=ig_web_copy_link
Hermeus on Instagram: "The mouth of the beast."
151 likes, 3 comments - hermeuscorp on March 11, 2020: "The mouth of the beast."
instagram.com
USAF đã quyết định đầu tư cho Hermeus sau khi công ty này trình diễn động cơ Mach 5 của mình hồi tháng 2 năm ngoái. Điều đáng nói là Hermeus chỉ mất 9 tháng để phát triển động cơ với thiết kế kết hợp giữa động cơ phản lực cánh quạt (turbofan) và động cơ phản lực dòng thẳng (ramjet).
Động cơ turbofan là loại động cơ phản lực thường thấy trên máy bay chở khách thương mại. Cánh quạt lớn phía trước giúp hút khí vào bên trong các máy nén và cùng với nhiên liệu đốt, nó tạo ra lực đẩy. Thêm vào đó, một phần khí được cánh quạt hút vào sẽ đi qua viền khí (dòng tách) nằm ngoài lõi động cơ, từ đó tạo ra lực đẩy cộng thêm. Loại động cơ này cho phép máy bay đạt được tốc độ cận âm tức dưới Mach 1 (dưới 980 km/h).
Nguyên mẫu động cơ kết hợp giữa turbofan + ramjet của Hermeus.
Ramjet lại là loại động cơ chỉ hoạt động hiệu quả khi máy bay đạt được tốc độ cao. Nó khai thác chuyển động tịnh tiến của máy bay khi bay tới, từ đó dòng không khí được nén khi đi vào mà không cần máy nén hướng trục hay máy nén ly tâm. Những phương tiện bay dùng động cơ ramjet sẽ cần đến những hệ thống đẩy để tăng tốc chẳng hạn như rocket để đạt được tốc độ cần để tạo ra lực đẩy. Ramjet hoạt động hiệu quả nhất ở các vận tốc siêu thanh khoảng Mach 3 (3700 km/h) và nó có thể đưa phương tiện đạt vận tốc đến Mach 6 (7400 km/h). Vì đặc thù cần phải có hệ thống tăng tốc để hoạt động nên ramjet thường tăng tính phức tạp và chi phí cho những phương tiện muốn dùng loại động cơ này.
Nguyên mẫu động cơ của Hermeus đã được thử nghiệm thành công hồi tháng 2 2020.
Tuy nhiên, nếu một chiếc máy bay được trang bị động cơ kết hợp như vậy thì phương tiện bay, ở đây là chiếc Không Lực Một có thể cất cánh bằng động cơ turbofan tại một sân bay thông thường > chuyển sang ramjet để tăng tốc > trở lại turbofan để hạ cánh. Động cơ chu kỳ kết hợp như vậy sẽ có thể hoạt động ở từng chế độ mà không cần đến động cơ đẩy tách rời hay tên lửa đẩy.
Một vấn đề cần được giải quyết đối với động cơ ramjet là ở tốc độ siêu thanh và cận âm thì không khí được đưa vào động cơ sẽ dần nóng lên, từ đó khiến động cơ ramjet hoạt động thiếu hiệu quả. Hermeus đã nghĩ ra giải pháp bằng một hệ thống làm lạnh không khí trước khi nó đi vào buồng đốt động cơ. Giải pháp này khá giống hệ thống làm lạnh trước của Reaction Engines trên động cơ SABRE, được phát triển cho máy bay vũ trụ Skylon.
Hermeus cho biết động cơ mà công ty phát triển đã có thể đạt các mốc vận tốc nhanh hơn cả SR-71 Blackbird - chiếc máy bay do thám nổi tiếng của Lockheed, có thể đạt vận tốc Mach 3+ (3529 km/h).
Câu hỏi lớn nhất đặt ra lúc này là tại sao đơn vị quản lý Không Lực Một lại gây quỹ cho chương trình động cơ của Hermeus. USAF hiện tại đang chi tiền để phát triển 2 chiếc Không Lực Một mới, vẫn dùng nền tảng là Boeing 747 nhưng là biến thể 747-8i lớn hơn so với 747-200B hiện tại và được tùy biến đặc biệt để chở Tổng thống Mỹ cùng đoàn tùy tùng.
Quảng cáo
Những chiếc Không Lực Một mới sẽ được đưa vào khai thác vào năm 2024 và có thể bay trong ít nhất 30 năm. Điều này có nghĩa giải pháp thay thế thế đã được chuẩn bị và có thể phải đến sau 2054 thì Không Lực Một thế hệ mới mới được giới thiệu. Nếu công nghệ động cơ của Hermeus thành công thì lúc đó, Không Lực Một có thể xuất hiện dưới dạng máy bay siêu thanh và cũng không chừng khi đó, hàng không siêu thanh đã trở lại, viết tiếp trang sử gián đoạn của Concorde.
Theo: Popular Mechanics
