Động cơ phản lực trực tiếp chuyển đổi điện thành lực đẩy

6 giờ trướcBài gốc

Giao thông duy trì guồng quay của cuộc sống hiện đại, nhưng lại khiến môi trường trả giá đắt. Xe cộ, máy bay cùng máy móc công nghiệp tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch hằng ngày rồi phát thải khí nhà kính. Cơ quan Bảo vệ môi trường Mỹ (EPA) xác định giao thông chiếm gần 29% lượng khí thải nhà kính toàn cầu. Nhu cầu về giải pháp di chuyển sạch hơn vô cùng cấp thiết.

Nắm bắt nhu cầu trên, giáo sư Thang Triều Huy cùng đội ngũ Đại học Vũ Hán phát triển nguyên mẫu động cơ phản lực hoạt động bằng plasma không khí vi sóng với khả năng tạo ra lực đẩy mà không đốt bất cứ nhiên liệu hóa thạch nào như động cơ truyền thống. Nếu trở nên phổ biến thì bước đột phá này sẽ định hình lại giao thông đường không theo hướng loại bỏ hoàn toàn khí carbon.

“Công trình của chúng tôi hướng đến mục tiêu thay thế động cơ đốt nhiên liệu hóa thạch nhằm giải quyết loạt vấn đề liên quan đến tình trạng nóng lên toàn cầu”, ông Thang cho biết.

Sơ đồ nguyên mẫu động cơ phản lực plasma - Ảnh: Jau Tang và Jun Li

Nguyên mẫu động cơ khai thác plasma - trạng thái thứ 4 của vật chất. Plasma gồm nhiều hạt tích điện (ion và electron) xuất hiện tự nhiên trong các hiện tượng như lõi mặt trời hay tia sét. Hệ thống hút không khí rồi nén đến áp suất cao cung cấp mật độ cần thiết để tạo plasma. Không khí nén đi vào ống thạch anh lắp buồng ion hóa vi sóng. Vi sóng hoạt động ở tần số 2,45 GHz cũng được dẫn vào. Bên trong buồng, vi sóng kích thích các phân tử không khí, tách electron ra khỏi nguyên tử làm hình thành trạng thái plasma đạt nhiệt độ vài nghìn độ C. Plasma nhiệt độ giãn nở nhanh chóng khi thoát khỏi buồng ion hóa, sản sinh lực đẩy đủ nâng một quả bóng thép nặng 1kg.

Động cơ của nhóm khác với vài hệ thống đẩy plasma khác. Động cơ plasma do Cơ quan Hàng không - Vũ trụ Mỹ (NASA) phát triển cho tàu vũ trụ Dawn hoạt động tốt ở môi trường chân không ngoài không gian nhưng lại kém hiệu quả trong bầu khí quyển Trái đất do lực đẩy yếu.

Mặc dù nguyên mẫu đầy triển vọng, nỗ lực đưa vào sản xuất đại trà trang bị cho máy bay lớn đối mặt với vô vàn thách thức. Thiết kế hiện tại đòi hỏi nguồn vi sóng cấp megawatt và hệ thống lưu trữ năng lượng tiên tiến có khả năng cung cấp năng lượng cao liên tục. Ông Thang ước tính quá trình phát triển cần mất thêm 10 năm.

Nguyên mẫu động cơ đạt áp suất phản lực 24.000 newton/m2 với công suất 400 watt – tương đương động cơ máy bay thương mại. Tuy nhiên, máy bay lớn hơn sẽ đòi hỏi công suất cao hơn nên phải có tiến bộ trong công nghệ pin. Trong vòng 5 năm tới ứng dụng quy mô nhỏ như máy bay không người lái (UAV) hay máy bay chở hàng không phi công sẽ khả thi hơn.

Một rào cản khác là kiểm soát nhiệt. Plasma nhiệt độ cao có thể làm hỏng nhiều bộ phận động cơ theo thời gian. Ngoài ra, việc đảm bảo lực đẩy ổn định trong các điều kiện bay khác nhau cũng quan trọng không kém. Hiện nhóm nghiên cứu đang tối ưu buồng ion hóa để đảm bảo hiệu suất nhất quán.

Cẩm Bình

Nguồn Một Thế Giới : https://1thegioi.vn/dong-co-phan-luc-truc-tiep-chuyen-doi-dien-thanh-luc-day-232100.html