Phương pháp chế tạo động cơ mới có thể giúp Trung Quốc đẩy nhanh sản xuất vũ khí siêu thanh

[Romano]

Một động cơ mới cho vũ khí siêu thanh, chế tạo nhờ công nghệ mà quân đội không tin là sẽ hiệu quả, đã thành công trong cuộc thử nghiệm đầu tiên.Các nhà khoa học Trung Quốc tin rằng động cơ mới sẽ giúp nước này đẩy nhanh việc sản xuất quy mô lớn các loại vũ khí siêu thanh với chi phí khá thấp, trong khi vẫn đảm bảo được chất lượng và sức mạnh.

Họ nói rằng một phương pháp chế tạo mới cho phép họ tạo nên các bộ phận hợp kim titanium. Các cuộc thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và thực tế cho thấy các bộ phận hợp kim này tốt hơn nhiều so với bộ phận được chế tạo bằng phương pháp truyền thống, cho phép chúng được chuyển thẳng từ các lò luyện tới dây chuyền lắp ráp động cơ mà không cần qua thêm quy trình xử lý nào khác.

Bước đột phá này sẽ “dọn đường cho việc phát triển thêm các bộ phận tối tân” để phục vụ cho các chuyến bay siêu thanh, Yin Zhongwei và các đồng nghiệp của ông tại Viện Nghiên cứu Vật liệu và Công nghệ gia công Hàng không tại Bắc Kinh nêu trong bài viết đăng tải trên Tạp chí Động cơ đẩy hồi tuần trước.

Động cơ phản lực dòng thẳng mà đội ngũ chế tạo cho phép một tên lửa hoặc máy bay di chuyển với vận tốc ít nhất là gấp 5 lần vận tốc âm thanh.

Cửa nạp khí, được thiết kế để bảo vệ động cơ khỏi sự nhiễu động có thể dập tắt nhiên liệu đang cháy, là một trong số những bộ phận lớn nhất và quan trọng nhất, nhưng lại rất khó để chế tạo. Bộ phận này có hình dáng bất thường và có nhiều cấu trúc phức tạp cần phải có độ bền cao để hoạt động trong môi trường cực kỳ khắc nghiệt. Cùng lúc, nó cũng phải đủ nhẹ và có độ dày không quá 2 chiếc thẻ tín dụng.

Các cửa nạp khí trước đây được chế tạo từ những bộ phận khác nhau, được hàn lại cùng nhau và tái xử lý, nhưng phương pháp này rất tốn thời gian và lại đắt đỏ, trong khi chất lượng không được đảm bảo.Ông Yin và các đồng nghiệp đã áp dụng một phương pháp mới có tên ép đẳng tĩnh nóng Near net shape (NNS) để chế tạo cửa nạp khí, và một số bộ phận quan trọng khác. Trong quy trình sản xuất, loại bột mịn titanium và các nguyên tố đất hiếm được đặt vào trong một khuôn đúc bằng thép. Không khí trong khuôn đúc được bơm hết ra ngoài, sau đó người ta đặt khuôn vào một lò nung chứa đầy khí trơ.

Khi được đốt nóng, khí trơ nở ra và và ép khuôn đúc, nén chặt các hạt titanium và buộc chúng kết tinh vào với nhau. Mất khoảng 3 giờ đồng hồ để sản xuất ra một cửa nạp khí hoàn chỉnh bằng kỹ thuật này, theo nhóm nghiên cứu.

Họ cũng cho rằng nó không cần thêm bất kỳ quy trình xử lý thêm nào bởi bề mặt sản phẩm vốn đã rất mịn, thêm rằng phương pháp này có độ chính xác cao gấp 4 lần so với các kỹ thuật trước đây.Kỹ thuật ép nóng lần đầu tiên được ứng dụng ở Mỹ vào những năm 1950 để chế tạo các bộ phận cấu thành các loại chiến đấu cơ như F-14.

Một bản báo cáo của Không quân Mỹ năm 1989 kết luận rằng kỹ thuật ép đẳng tĩnh nóng có thể được áp dụng trong chế tạo vũ khí siêu thanh và cho rằng chính phủ nên đầu tư cho công nghệ này. Tuy nhiên, kể từ sau đó, không có bất cứ báo cáo nào cho thấy kỹ thuật được áp dụng thành công trong chế tạo vũ khí siêu thanh.

Trung Quốc đã sử dụng phương pháp này trong chế tạo tên lửa và máy bay kể từ những năm 1990, nhưng quân đội của họ ban đầu không tin rằng nó có thể đáp ứng được những điều kiện khắc nghiệt trong chuyến bay siêu thanh bởi các bong bóng khí có thể xuất hiện trong quy trình sản xuất, làm suy yếu sản phẩm.

“Có sự mất niềm tin vào các bộ phận được làm từ bột titanium” – đội ngũ của ông Yin từng nêu trong một báo cáo đăng tải năm 2019, khi mà họ chế tạo một cửa nạp khí bằng phương pháp mới nhưng không được đem ra thử nghiệm trong chuyến bay.

Ông Yin và các đồng nghiệp khẳng định những vấn đề trong quy trình chế tạo đã được giải quyết phần lớn và giờ họ đã đạt được nhiều sự cải thiện, để có thể áp dụng công nghệ mới này cho cả mục đích quân sự lẫn dân sự.