Máy bay chở khách nhanh gấp 5 lần vận tốc âm thanh sở hữu động cơ đặc biệt gì?

Báo Lao động dẫn thông tin từ trang CNN cho biết, gần hai thập kỷ kể từ khi Concorde nghỉ hưu, mối quan tâm về du lịch siêu thanh đã tăng lên nhanh chóng và một số máy bay siêu nhanh đang được phát triển. Các hãng hàng không cũng không đứng ngoài cuộc, United Airlines đã cam kết cung cấp các đường bay siêu thanh sớm nhất vào năm 2029.

Nhưng du lịch siêu thanh, với tốc độ Mach 5 – gấp 5 lần tốc độ âm thanh – và cao hơn thì sao? Với tốc độ này, một máy bay từ New York đến London chỉ trong 90 phút, so với khoảng 3 giờ đối với Concorde và từ 6-7 giờ đối với máy bay chở khách thông thường.

Cụ thể, theo thông tin từ VnExpress, Công ty Hermeus ở Atlanta đang phát triển máy bay siêu thanh có thể đi từ New York tới London trong 90 phút thay vì 6 – 7 giờ như máy bay phản lực thường.

 Hình ảnh thiết kế của chiếc máy bay siêu thanh có tốc tộ gấp 5 lần tốc độ âm thanh. Ảnh:Hermeus/Lao động

Hermeus đang thử nghiệm động cơ mới có thể đạt tốc độ Mach 5 (6.174 km/h). Động cơ này được thiết kế dành cho máy bay siêu thanh nhỏ không người lái mà Hermeus chế tạo cho Không quân Mỹ nhưng có thể tăng kích cỡ để dùng cho máy bay chở khách. Hermeus hy vọng có thể thực hiện thử nghiệm bay đầu tiên vào năm 2029.

Mẫu máy bay sẽ nhỏ hơn nhiều so với những máy bay chở khách hiện nay và cả mẫu máy bay siêu thanh huyền thoại Concorde có sức chứa 100 hành khách.

Theo chia sẻ của AJ Piplica, giám đốc điều hành Hermeus: “Để tính toán kích thước, chúng tôi chế tạo một mẫu máy bay thương gia cho hãng hàng không. Chúng tôi tập trung vào hạng thương gia và hạng nhất, sau đó xem xét vài thông số như tốc độ và chi phí vận hành. Kết quả là máy bay với cabin 20 hành khách”.

Tầm hoạt động của chiếc máy bay sẽ vào khoảng 7.408 km, đủ cho hành trình xuyên đại dương như giữa New York và Paris.

Ban đầu, Hermeus tập trung vào phát triển động cơ. Thử nghiệm bắt đầu vào tháng 2/2020 với thiết kế động cơ mới, dựa trên mẫu động cơ hiện hành sử dụng trên máy bay chiến đấu do General Electric sản xuất. Đó sẽ là phiên bản lai giữa hai công nghệ truyền thống là động cơ turbine phản lực phổ biến trên máy bay chở khách và động cơ phản lực dòng thẳng chỉ hoạt động ở tốc độ siêu thanh. Động cơ này sẽ được trang bị cho Quarterhorse, mẫu drone siêu thanh mà Hermeus phát triển trong thương vụ 60 triệu USD với Không quân Mỹ.

Hermeus sẽ sử dụng động cơ lai ở chế độ turbine phản lực khi cất cánh và hạ cánh cũng như ở tốc độ dưới vận tốc âm thanh. Sau đó, động cơ sẽ chuyển dần sang chế độ phản lực dòng thẳng từ tốc độ 3.704 km/h đến 6.174 km/h.

Hermeus sẽ phải xử lý nhiều vấn đề như lựa chọn loại nhiên liệu bền vững bởi mức tiêu thụ của máy bay siêu thanh cao hơn nhiều so với máy bay phản lực thường. Công ty cũng cần xem xét mức nhiệt độ mà thân máy bay có thể chịu được. Tốc độ của mẫu Concorde bị hạn chế nhiều bởi nhiệt độ do cửa sổ và bề mặt bên trong máy bay nóng lên vào cuối chuyến bay. Trong khi đó, mẫu SR-71 Blackbird cần chế tạo bằng kim loại hiếm titan để chịu nhiệt độ cực hạn và kính buồng lái làm từ thạch anh do nhiệt độ mặt ngoài máy bay nóng tới 315 độ C trong lúc làm nhiệm vụ.

Được biết, trước đó máy bay lắp động cơ bay nhanh nhất là X-43A của NASA. Mẫu máy bay không người lái dài khoảng 3,7 m này đạt tốc độ Mach 9.6 (11.854 km/h) vào năm 2004. Nhưng chuyến bay đó chỉ kéo dài vài giây, kỷ lục chuyến bay lâu nhất ở tốc độ trên 6.174 km/h thuộc về Boeing X-51, một máy bay thử nghiệm không người lái khác. Boeing X-51 từng bay hơn 3 phút vào năm 2013 ở tốc độ 6.297 km/h. Cả hai máy bay này đều phóng giữa không trung từ máy bay ném bom B-52, sau đó tăng tốc nhờ tên lửa.

Đối với máy bay chở người, kỷ lục tốc độ hiện nay là 8.273 km/h, thiết lập năm 1967 bởi máy bay X-15. Về cơ bản, đây là một tên lửa có chỗ ngồi, được thiết kế để đạt kỷ lục và cũng cần phóng giữa không trung nhờ máy bay B-52. Đối với máy bay phản lực tự cất cánh và hạ cánh, kỷ lục tốc độ chỉ dừng ở 4.075 km/h, thuộc về máy bay quân sự SR-71 Blackbird. Tốc độ tối đa của máy bay Concorde là 2.519 km/h. Do đó, máy bay chở khách của Hermeus sẽ phá vỡ kỷ lục hiện nay dành cho máy bay phản lực nhanh nhất.

 An Dương (T/h)