Tờ The EurAsian Times ngày 3/7 đưa tin, cuộc thử nghiệm phương tiện bay siêu thanh Feitian 2 (Phi thiên 2) mới được tiến hành tại một địa điểm ở vùng Tây Bắc Trung Quốc bởi Đại học Công nghiệp Tây Bắc (NPU) của nước này. Cuộc thử nghiệm bay đánh dấu một cột mốc quan trọng trong quá trình phát triển động cơ chu trình hỗn hợp dựa trên tên lửa (RBCC).
NPU dẫn đầu dự án Feitian 2, cùng với sự tham gia của Viện nghiên cứu Động cơ hàng không và Du hành vũ trụ tỉnh Thiểm Tây (Trung Quốc).
Các nhà khoa học giơ biểu ngữ chúc Đại học Công nghiệp Tây Bắc phóng Feitian 2 thành công. Ảnh: Baijiahao
Nhóm nghiên cứu của NPU cho biết cuộc thử nghiệm này là lần đầu tiên thu thập thành công dữ liệu bay thực tế của động cơ RBCC sử dụng nhiên liệu đẩy dầu hỏa-hydrogen peroxide trong suốt quá trình hoạt động từ khi cất cánh ở tốc độ thấp đến lúc đạt tốc độ siêu thanh Mach 12 (tương đương 4.116 mét/giây hoặc 14.816 km/h).
Theo tuyên bố của NPU, được trích dẫn bởi tờ South China Morning Post (SCMP), chuyến bay thử nghiệm đã giúp xác thực các tính năng chính của động cơ RBCC, bao gồm hoạt động nạp khí khi hình dạng thay đổi, gia tốc thay đổi theo lực đẩy và chuyến bay tự động với góc tấn thay đổi.
Động cơ RBCC đại diện cho tương lai đầy hứa hẹn trong việc giảm trọng lượng phương tiện bay và tăng hiệu suất nhiên liệu, vì nó sử dụng nhiên liệu đẩy dầu hỏa-hydro peroxide độc đáo.
Cuộc thử nghiệm bay đã cung cấp cho các nhà nghiên cứu dữ liệu vô giá giúp phát triển các phương tiện bay siêu thanh trong tương lai. Feitian 2 là một nền tảng thử nghiệm có thể tái sử dụng để thúc đẩy công nghệ đẩy siêu thanh (RBCC) và công nghệ bay.
Hơn nữa, theo NPU, khi được phát triển đầy đủ, công nghệ này có thể có nhiều ứng dụng trong cả lĩnh vực dân sự và quân sự. Công nghệ RBCC có thể giúp chế tạo máy bay không người lái quân sự siêu thanh có thể tái sử dụng, nền tảng trinh sát siêu thanh hoặc thậm chí là phương tiện vận tải dân sự.
Công nghệ quan trọng này có thể nâng cao lợi thế quân sự của Trung Quốc trong công nghệ siêu thanh. Đáng chú ý, Bắc Kinh đã đưa vào sử dụng các loại tên lửa hành trình siêu thanh, bao gồm DF-100, Starry Sky-2, YJ-21 (tên lửa đạn đạo chống hạm) và Lingyun-1.
SCMP đưa tin, Trung Quốc cũng đã phát triển các phương tiện lướt siêu thanh, bao gồm DF-ZF - một phương tiện lướt siêu thanh được sử dụng với tên lửa đạn đạo DF-17. Trung Quốc cũng đã thử nghiệm kết hợp phương tiện lướt siêu thanh với tên lửa đạn đạo liên lục địa (ICBM), chẳng hạn như DF-41, trong các cuộc thử nghiệm hệ thống bắn phá quỹ đạo phân đoạn (FOBS) vào năm 2021.
Theo trang The Register, Mỹ đang nghiên cứu tên lửa siêu thanh của riêng mình, một phần vì họ cho rằng Trung Quốc và Nga cũng đang làm như vậy.
Washington rất lo ngại về việc Bắc Kinh phát triển vũ khí siêu thanh đến nỗi chính quyền của Tổng thống Donald Trump đã viện dẫn khả năng này làm một lý do để cấm 27 tổ chức Trung Quốc khác hợp tác với các nhà cung cấp AI và công nghệ điện toán tiên tiến của Mỹ.
Ngay cả sinh viên của NPU cũng gặp khó khăn trong việc xin thị thực Mỹ.
Cận cảnh phương tiện bay siêu thanh Feitian 2. Ảnh: Baijiahao
Khả năng chuyển đổi mượt mà giữa các chế độ bay khác nhau
Theo NPU, trước đó, Trung Quốc đã thử nghiệm nguyên mẫu Feitian 1 vào tháng 7/2022. Cuộc thử nghiệm đó đã chứng minh khả năng của động cơ trong việc đạt được các chuyển đổi ổn định ở các tốc độ khác nhau.
Cuộc thử nghiệm bay Feitian 2 đã chứng minh khả năng chuyển đổi mượt mà giữa các chế độ bay khác nhau của phương tiện - một rào cản chính trong công nghệ siêu thanh.
Nhóm nghiên cứu cũng đã thực hiện một số thay đổi thiết kế quan trọng ở bên ngoài Feitian 2. Nhóm đã thêm cánh gần đầu tên lửa và tạo cho nó các cánh đuôi dài hơn, lớn hơn rõ rệt. Những thay đổi về thiết kế này là cần thiết để cung cấp cho phương tiện sự ổn định và khả năng cơ động trong khi bay. Điều này rất quan trọng để duy trì khả năng kiểm soát ở tốc độ siêu thanh và độ cao lớn.
Thực tế, các phương tiện siêu thanh thường hoạt động ở độ cao lớn. Đôi khi chúng cũng hoạt động bên ngoài bầu khí quyển hoặc trong không khí cực loãng. Điều này đòi hỏi phải mang theo chất oxy hóa trên tàu, bên cạnh nhiên liệu.
Theo truyền thống, các chất đẩy như oxy lỏng kết hợp với dầu hỏa hoặc hydro lỏng sẽ được sử dụng. Tuy nhiên, việc Feitian 2 sử dụng nhiên liệu đẩy là dầu hỏa-hydro peroxide đánh dấu sự thay đổi đáng kể so với các tiêu chuẩn trước đây.
Feitian 1 đã chứng minh rằng dầu hỏa có thể được sử dụng hiệu quả làm nhiên liệu cho hệ thống đẩy. Feitian 2 phát triển việc này bằng cách sử dụng nhiên liệu đẩy dầu hỏa-hydro peroxide. Mặc dù dầu hỏa kém hiệu quả hơn hydro lỏng, nhưng nó mang lại những lợi thế đáng kể bằng cách loại bỏ nhu cầu về các hệ thống đông lạnh phức tạp.
Động cơ RBCC của Feitian 2 đại diện cho một khái niệm mang tính cách mạng, vì nó kết hợp những ưu điểm của động cơ tên lửa truyền thống với những ưu điểm của động cơ phản lực dòng thẳng (ramjet) nạp không khí trong một hệ thống duy nhất.
Việc tích hợp động cơ ramjet nạp không khí cho phép chúng sử dụng oxy trong khí quyển, giảm đáng kể trọng lượng của chất oxy hóa trên tàu. Mục tiêu cốt lõi của nó là tối đa hóa việc sử dụng oxy trong khí quyển làm chất oxy hóa trong quá trình bay. Điều này có thể tăng đáng kể tải trọng và hiệu quả nhiên liệu.
Ở chế độ phóng ban đầu, phương tiện thử nghiệm Feitian 2 được cung cấp năng lượng bởi động cơ tên lửa. Tuy nhiên, ở các giai đoạn sau của quá trình bay, lực đẩy từ tên lửa phóng giảm trước khi hiệu ứng ramjet tạo ra đủ lực đẩy.
Một trở ngại chính trong tất cả các động cơ chu trình hỗn hợp là đạt được sự chuyển đổi mượt mà giữa các chế độ hoạt động, cụ thể là chuyển đổi mượt mà giữa chế độ tên lửa đẩy và chế độ ramjet.
Tuy nhiên, có vẻ như các nhà nghiên cứu NPU đã tìm ra cách để thu hẹp khoảng cách này, đảm bảo khả năng tăng tốc mượt mà và liên tục giữa chế độ tên lửa đẩy và chế độ ramjet.
Feitian 2 sử dụng nhiên liệu đẩy là dầu hỏa-hydro peroxide đánh dấu sự thay đổi đáng kể so với các tiêu chuẩn trước đây. Ảnh: SCMP
Tiềm năng cách mạng hóa lĩnh vực kỹ thuật hàng không vũ trụ
Cuộc thử nghiệm bay cũng đã xác nhận có thể "nạp khí khi hình dạng thay đổi". Điều này cho phép điều chỉnh cấu trúc bên trong động cơ một cách linh hoạt, tối ưu hóa cho nhiều điều kiện khác nhau để đạt được hiệu suất và độ ổn định cao nhất ở các tốc độ khác nhau.
Hơn nữa, "chuyến bay tự động với góc tấn thay đổi" sẽ cho phép phương tiện tự động điều chỉnh góc tấn theo môi trường bay và yêu cầu nhiệm vụ.
Bước tiến từ Feitian 1 lên Feitian 2 nhấn mạnh rằng phương tiện thử nghiệm động cơ RBCC của Trung Quốc đã sẵn sàng bước vào giai đoạn kỹ thuật tiếp theo.
The EurAsian Times nhận định, cuộc thử nghiệm bay mang tính đột phá này có tiềm năng cách mạng hóa lĩnh vực kỹ thuật hàng không vũ trụ. Nó cho thấy rằng trong tương lai gần, du hành siêu thanh sẽ không chỉ giới hạn trong khoa học viễn tưởng mà có thể trở thành hiện thực.
Duy Nguyễn
Theo SCMP, The EurAsian Times, Baijiahao, The Register