Chương trình nghiên cứu tàu đệm từ (maglev) của Trung Quốc đã đạt được cột mốc tốc độ mới khi đưa một phương tiện thử nghiệm nặng 1,1 tấn đạt được tốc độ 650 km/h chỉ trong 7 giây và cách đường ray 600 m. Đây là điều chưa từng có trong lịch sử phát triển tàu cao tốc trên thế giới.
Maglev – viết tắt của magnetic levitation – là một hệ thống vận chuyển bằng tàu hỏa, sử dụng lực từ để giúp tàu đạt được tốc độ cao. Nó sử dụng hai bộ nam châm, một bộ để đẩy và đẩy tàu lên khỏi đường ray, và một bộ khác để đẩy 'tàu nổi' về phía trước. Tận dụng lợi thế của việc không có ma sát, hệ thống này cho phép tàu đạt tốc độ cao trong khi vẫn duy trì khả năng tăng tốc mượt mà.
Vậy, điều gì làm cho công nghệ tàu đệm từ của Trung Quốc trở nên đặc biệt? Đoàn tàu này không chạm vào đường ray. Nhờ lực từ trường, nó nổi và lướt về phía trước giống như một loại tàu vũ trụ Jedi. Không có bánh xe. Không tiếp xúc. Không ma sát. Kết quả là tàu có thể di chuyển cực nhanh, cực êm.
Bước đột phá đi trước thế giới
Trung Quốc học hỏi công nghệ này từ Transrapid của Đức và phát triển thêm. Tuy nhiên ở Đức, công nghệ tàu đệm từ tốc độ cao được Siemens và ThyssenKrupp phát triển và thử nghiệm. Tính đến nay, công nghệ này chưa bao giờ được sử dụng thương mại ở Đức.
Tàu đệm từ của Trung Quốc giống như một tên lửa trên đường ray, cũng có khả năng giảm tốc với hiệu suất đáng kinh ngạc. Ảnh: CTGN
Cuộc chạy thử được tiến hành trên đường trình diễn dài 1km tại Phòng thí nghiệm Donghu ở tỉnh Hồ Bắc, Trung Quốc. Màn trình diễn này thể hiện phương pháp "chạy nước rút" cự ly ngắn dựa vào lực đẩy điện từ thay vì đường thử dài, thường dài 30km trở lên, được sử dụng ở những nơi khác.
Các kỹ sư đã đạt được bước đột phá bằng cách ghép một động cơ tuyến tính công suất cao với lực đẩy từ trường "giống cực đẩy" giúp xe lơ lửng trên đường dẫn một phần. Việc loại bỏ tiếp xúc giữa bánh xe và đường ray có nghĩa là nguyên mẫu chỉ chống lại lực cản khí động học, cho phép tăng tốc cực đại và, quan trọng không kém, phanh được kiểm soát chặt chẽ.
Li Weichao, giám đốc Trung tâm đổi mới công nghệ đẩy điện từ đệm từ tốc độ cao tại phòng thí nghiệm, cho biết thử nghiệm chạy nước rút này là "tốc độ nhanh nhất thế giới" đạt được trên một khoảng cách ngắn như vậy.
Đài truyền hình CTGN đưa tin, dưới tác động của lực điện từ, hiệu ứng "đẩy cùng cực" xảy ra giữa xe thử nghiệm và đường ray, không có tiếp xúc vật lý giữa hai xe. Xe thử nghiệm bay lơ lửng trên đường ray và trong quá trình tăng tốc, xe không bị ma sát hạn chế và chỉ cần vượt qua sức cản của không khí.
650 km/h chưa phải con số cuối cùng
Tốc độ 650 km/h không phải là mục tiêu cuối cùng của tuyến thử nghiệm. "Tốc độ hoạt động thông thường của nó là 800 km/h. Toàn bộ công trình dự kiến sẽ hoàn thành vào cuối năm nay và nền tảng sẽ đáp ứng các điều kiện để được chấp nhận", ông Li cho biết.
Ngoài việc đạt được khả năng tăng tốc đáng kinh ngạc, các công nghệ tiên tiến cho phép xe giảm tốc xuống 0 chỉ trong 200m. Với khả năng kiểm soát chính xác cả khả năng tăng tốc và phanh, đường thử nghiệm được thiết lập để trở thành nền tảng quan trọng cho nghiên cứu tàu cao tốc và phát triển các công nghệ vận tải tiên tiến khác.
Hệ thống vận tải đệm từ tốc độ cao 600 km/giờ của Trung Quốc tại Thanh Đảo, tỉnh Sơn Đông, Trung Quốc. Ảnh: Getty
Các chương trình xác thực tốc độ cao truyền thống đòi hỏi những đoạn đường thẳng dài để tạo không gian cho các nguyên mẫu tăng tốc, chạy và phanh. Các chuyên gia tại Phòng thí nghiệm Donghu đã lật ngược mô hình đó, đặt cược vào cảm biến milimet, thiết bị điện tử truyền động tần số thay đổi và một lớp vỏ khí động học được chế tạo riêng trên đường dẫn.
Trung Quốc hiện đang khai thác nhiều tuyến đường tàu đệm từ thương mại hơn bất kỳ quốc gia nào khác, vượt qua Hàn Quốc và Nhật Bản. Tàu đệm từ Thượng Hải được được đưa vào hoạt động năm 2004, vẫn chở khách với tốc độ 430 km/h.
Sẽ sớm đưa vào khai thác
Bằng cách chứng minh khả năng chạy nước rút có kiểm soát ở tốc độ 650 km/h trên đường ray dài một km, Phòng thí nghiệm Donghu đã cung cấp một nền tảng thử nghiệm nhỏ gọn, có thể lặp lại cho thế hệ đường sắt siêu tốc tiếp theo.
Nếu chương trình đạt được tốc độ thường lệ 800 km/h theo kế hoạch vào cuối năm 2025, nó sẽ thu hẹp khoảng cách giữa tàu đệm từ ngoài trời thông thường và khái niệm "lớp hyperloop" chân không thấp hiện đang trong giai đoạn thử nghiệm ban đầu.
Đường sắt cao tốc siêu nhanh không chỉ di chuyển con người mà còn định hình lại toàn bộ nền kinh tế.
Li Weichao lưu ý rằng hệ thống đường sắt kiểu mới tiếp tục được nghiên cứu và có thể ứng dụng vào các mục đích dân sự ngoài đường sắt chở khách. Tuy nhiên, việc xây dựng các tuyến thương mại cần thiết vẫn còn rất tốn kém, nghĩa là công nghệ này cho đến nay chỉ được sử dụng trên các khoảng cách ngắn.
Theo IE, CGTV, China Daily