Chuyên cơ của Tổng thống Mỹ sắp tới có động cơ bay vận tốc siêu thanh

Hãy hình dung ông Joe Biden bay từ bờ Đông sang bờ Tây nước Mỹ trong chưa đầy một giờ!

Hermeus, một startup trên lĩnh vực hàng không tại Georgie, mới đây vừa công bố một bản hợp đồng với Không quân Mỹ nhằm phát triển động cơ máy bay siêu thanh. Điều đáng nói là bộ phận tài trợ cho dự án chính là Ban Vận chuyển Tổng thống và Lãnh đạo, nhóm quản lý chuyên cơ Air Force One. Một chiếc máy bay Mach 5 có thể cho phép Tổng thống bay từ New York đến London trong 90 phút, thay vì mất đến 7 tiếng như hiện nay.

Được biết, Không quân Mỹ quyết định đầu tư cho dự án sau khi Hermeus trình diễn động cơ Mach 5 của hãng, vốn được phát triển trong vòng 9 tháng, hồi tháng 2 năm ngoái. Động cơ này có thiết kế phản lực cánh quạt đẩy chu kỳ kết hợp, với một động cơ phản lực cánh quạt đẩy thông thường và một động cơ phản lực thẳng dòng. Động cơ phản lực cánh quạt đẩy thông thường (turbofan) sẽ hút không khí từ phía trước và đẩy nó, cùng với khí thải, ra đằng sau để tạo lực đẩy. Quá trình này sẽ tạo đủ lực đẩy để đưa máy bay tiến tới với vận tốc dưới âm thanh.

Trong khi đó, động cơ phản lực thẳng dòng (ramjet) được thiết kế đặc biệt để "nhồi" nhiều không khí hơn vào động cơ thông qua việc tận dụng tốc độ tiến tới của máy bay, từ đó sinh ra lực đẩy lớn hơn. Một vấn đề lớn ở đây là ramjet không hoạt động ở vận tốc dưới âm thanh, do đó hầu hết các thiết kế động cơ này đều thể hiện dưới dạng một động cơ riêng biệt, hoặc một động cơ đẩy tên lửa tầng đầu. Thiết kế như vậy sẽ khiến độ phức tạp cũng như chi phí của các dự án vận tải ramjet tăng cao.

Động cơ chu kỳ kết hợp của Hermeus đang được thử nghiệm

Nhưng một máy bay được trang bị động cơ chu kỳ kết hợp có thể cất cánh như một máy bay thông thường từ các sân bay bình thường với động cơ ở chế độ turbofan ở vận tốc dưới âm thanh. Một khi máy bay đã bay trên không trung, nó có thể chuyển sang chế độ ramjet, rồi trở về chế độ turbofan khi hạ cánh. Một động cơ chu kỳ kết hợp có thể hoạt động ở cả hai chế độ, loại bỏ yêu cầu phải có một động cơ riêng biệt hoặc động cơ đẩy tên lửa.

Còn vấn đề liên quan nhiệt độ không khí ở động cơ ramjet thì sao? Ở vận tốc siêu thanh và dưới âm thanh, nhiệt độ không khí hút vào bởi động cơ sẽ tăng dần lên, và luồng không khí nóng này khiến động cơ ramjet trở nên kém hiệu quả đi. Trong thông cáo báo chí của mình, Hermeus tiết lộ đã khắc phục được vấn đề với một bộ làm mát trước (pre-cooler) giúp hạ nhiệt không khí trước khi đi vào buồng đốt trong của động cơ.

Công ty còn khẳng định có thể đạt được vận tốc nhanh hơn mẫu máy bay trinh sát chiến thuật SR-71 nổi tiếng thế giới, vốn chỉ sử dụng một động cơ thương mại bình thường đã được chỉnh sửa.

Một động cơ turbojet/ramjet kết hợp có thể giải quyết vấn đề của các tên lửa dẫn đường chính xác, như tên lửa đạn đạo tầm trung DF-21 của Trung Quốc, vốn được thiết kế để phá huỷ các căn cứ không quân thành những đống gạch vụn. Một máy bay ném bom, máy bay tiếp dầu, hay thậm chí là máy bay chiến đấu hạng nặng được trang bị động cơ chu kỳ kết hợp có thể cất cánh từ một căn cứ không quân ở những vị trí xa xôi, sử dụng chế độ ramjet để tăng tốc vào chiến trường, và quay về căn cứ bằng chế độ turbojet.

Máy bay Air Force One hiện tại

Câu hỏi lớn ở đây là tại sao Ban Vận chuyển Tổng thống và Lãnh đạo lại tài trợ cho chương trình này? Không quân Mỹ hiện đang chi tiền để xây dựng hai máy bay Air Force One mới, vốn là những mẫu Boeing 747 được chỉnh sửa đặc biệt để chở Tổng thống Mỹ và đoàn tuỳ tùng.

Những chiếc máy bay mới sẽ sẵn sàng hoạt động vào năm 2024, và sẽ có thể vận hành liên tục trong ít nhất 30 năm. Điều đó có nghĩa là linh kiện thay thế cho chúng cũng đã được chuẩn bị, và sẽ không có mẫu máy bay mới nào được đưa vào hoạt động cho đến năm 2054 hoặc sau nữa. Nếu công nghệ nói trên thực sự hiệu quả, đừng quá ngạc nhiên khi nó được trang bị cho một mẫu máy bay hoàn toàn mới trước cột mốc đó.

Minh.T.T;(Tham khảo PopularMechanics)