Châu Âu đang phát triển máy bay vũ trụ siêu thanh dùng nhiên liệu hydro đầu tiên của khu vực với khả năng cất cánh từ đường băng đạt tốc độ Mach 5.
Cất cánh ngang, có thể tái sử dụng
Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) vừa khởi động một chương trình nghiên cứu mới nhằm phát triển công nghệ siêu thanh ứng dụng cho máy bay có khả năng cất cánh theo hướng ngang.
Chương trình mang tên Invictusđược thực hiện với sự hợp tác của công ty kỹ thuật và công nghệ Frazer-Nash có trụ sở tại Vương quốc Anh.
Hình ảnh thiết kế máy bay vũ trụ Invictus.
Theo đó, châu Âu sẽ phát triển một máy bay vũ trụ thử nghiệm có khả năng tái sử dụng hoàn toàn và bay với vận tốc siêu thanh Mach 5, tương đương 6.174km/h (3.836 dặm/giờ).
Chương trình được tài trợ thông qua hai sáng kiến của ESA là Chương trình Hỗ trợ Công nghệ Chung (GSTP) và Yếu tố Phát triển Công nghệ (TDE). Liên danh phát triển Invictus còn bao gồm Spirit Aero Systems và Đại học Cranfield (Anh).
Invictus sẽ kế thừa công nghệ đã được ESA phát triển trước đó và kỳ vọng nền tảng này sẽ tạo điều kiện cho các ngành công nghiệp, cơ quan khác và giới học thuật thử nghiệm công nghệ siêu thanh trong môi trường thực tế.
Mục tiêu đầu tiên của chương trình, trong vòng 12 tháng, là hoàn thiện thiết kế sơ bộ toàn bộ hệ thống bay.
Chương trình Invictus hướng tới thiết kế một phương tiện bay siêu thanh có thể chịu đựng được các điều kiện khắc nghiệt cần thiết để bay an toàn.
Thách thức lớn nhất
Theo ESA, một trong những thách thức lớn nhất với máy bay vũ trụ siêu thanh là nhiệt độ cực cao mà bề mặt bên ngoài và luồng không khí đi vào động cơ phải chịu đựng.
Nguyên nhân là do hiệu ứng sóng xung kích và ma sát bề mặt khi bay ở tốc độ cao.
Do đó, cần phát triển công nghệ chuyên biệt để kiểm soát nhiệt, đồng thời chế tạo hệ thống động lực giúp phương tiện đạt được tốc độ siêu thanh.
Invictus sẽ sử dụng hệ thống động cơ dùng nhiên liệu hydro, sử dụng oxy từ khí quyển và làm mát trước, theo các quan chức ESA.
"Chương trình Invictussẽ chứng minh tính khả thi của hệ thống động cơ này cho cất cánh nằm ngang và bay siêu thanh. Đây sẽ là cơ hội vô giá để kiểm nghiệm toàn bộ dòng chảy của động cơ, từ cửa hút khí đến buồng đốt sau, ở quy mô đầy đủ, tích hợp trong máy bay", kỹ sư động lực hóa học của ESA và trưởng nhóm kỹ thuật chương trình David Perigo cho biết.
Hệ thống làm mát trước sẽ được phát triển từ kết quả nghiên cứu trước đây trong chương trình SABRE của ESA. Đây là sáng kiến do công ty Reaction Engines Ltd (Anh) thiết kế và được ESA tài trợ thông qua chương trình GSTP trong giai đoạn đầu.
Công nghệ này đã được chứng minh thành công khi tích hợp với các động cơ phản lực thông thường, có thể làm lạnh không khí siêu nóng chỉ trong tích tắc.
Kiến trúc nhẹ của động cơ tương tự SABRE cũng mở đường cho các loại tàu vũ trụ có khả năng cất cánh ngang từ đường băng.
"Invictus là bước tiếp theo quan trọng trong phát triển công nghệ cần thiết cho tàu vũ trụ tương lai, đồng thời cung cấp cho châu Âu một công cụ độc đáo để khám phá loại hình bay này", ông Mark Ford, Trưởng bộ phận Động lực hóa học của ESA, chia sẻ.
ÔngTommaso Ghidini, Trưởng phòng Cơ khí của ESA, nói thêm việc bay siêu thanh là cánh cửa dẫn đến một kỷ nguyên mới về di chuyển, quốc phòng và tiếp cận không gian. Việc làm chủ công nghệ động cơ tái sử dụng sẽ đặt nền móng cho châu Âu sở hữu máy bay cất cánh như phi cơ, nhưng có thể lên quỹ đạo như tên lửa.
Trong thập kỷ qua, cuộc đua phát triển tên lửa và phương tiện siêu thanh đã tăng tốc rõ rệt, với Trung Quốc tuyên bố là nước dẫn đầu.
Bắc Kinh đã tiến hành các cuộc thử nghiệm với máy bay không người lái tái sử dụng có khả năng bay ở tốc độ siêu thanh.
Trong cuộc chiến Nga – Ukraine, Moscow cũng tuyên bố sử dụng tên lửa siêu thanh để tấn công các khu vực do Kiev kiểm soát.
Trước thực tế đó, châu Âu và Mỹ đang tăng tốc phát triển công nghệ siêu thanh. Chương trình Invictus của ESA được kỳ vọng sẽ giúp các quốc gia châu Âu tham gia vào cuộc đua giành ưu thế siêu thanh.