Duality - dự án động cơ hybrid điện siêu thanh đầy tham vọng của 2 công ty Anh Mỹ

Động cơ hybrid điện siêu thanh có tên Duality là một dự án đầy tham vọng của 2 công ty với chuyên môn riêng biệt: Helix - công ty chuyên về hệ thống truyền động điện có trụ sở tại Milton Keynes, Buckinghamshire, VQ Anh và Astro Mechanica - công ty khởi nghiệp về hàng không siêu thanh đóng tại California, Hoa Kỳ. Động cơ được kỳ vọng có thể mở ra những chuyến bay thương mại siêu thanh ở vận tốc Mach 3 với hiệu quả nhiên liệu cao, chi phí thương mại khả thi.

Không giống như động cơ phản lực thông thường, Duality có kiến trúc lai giữa 3 loại động gồm động cơ phản lực cánh quạt hay động cơ phản lực 2 luồng khí (turbofan), động cơ phản lực một luồng khí (turbojet) và động cơ phản lực dòng thẳng (ramjet).


Thay vì dùng một tuabin truyền động cho cả máy nén (compressor) lẫn cánh quạt (fan) thì Duality sử dụng một máy phát (turbogenerator) để truyền động cho các động cơ điện siêu nhẹ, siêu mạnh để điều khiển quạt và máy nén. Máy phát được vận hành bởi một tuabin khí dùng nhiên liệu khí tự nhiên hóa lỏng LNG. Máy nén và quạt được thiết kế mô-đun, tách rời khỏi tuabin khí nhờ đó các động cơ điện có thể điều chỉnh độc lập các giai đoạn nén và quạt, tối ưu hiệu suất ở từng chế độ bay.

Như hình trên chúng ta có thể hình dung khi bay ở tốc độ chậm hay cất cánh, động cơ sẽ hoạt động như turbofan, động cơ điện kiểm soát quạt và máy nén để tiết kiệm nhiên liệu. Khi máy bay cần đạt vận tốc siêu thanh, động cơ hoạt động như turbojet, nhiên liệu được phun vào luồng phản lực và afterburner được kích hoạt để gia tốc. Khi đã đạt ở vận tốc trên Mach 2, động cơ hoạt động như ramjet, máy phát turbogenerator ngắt, fan cũng không được truyền động bằng động cơ điện, dòng khí tốc độ cao được nén tự nhiên không cần máy nén.


Duality hiện đang ở giai đoạn nguyên mẫu và nguyên mẫu thế hệ thứ 4 được trang bị 4 động cơ điện Helix SPX242-94 công suất đỉnh 400 kW và mô-men xoắn 470 Nm trong khi trọng lượng chỉ 31,3 kg. Các động cơ điện này sẽ truyền động cho máy nén 2 giai đoạn. Động cơ điện có thể duy trì công suất liên tục 300 kW và mô-men 285 Nm cho phép tạo ra lực đẩy ổn định trong nhiều tình huống hoạt động.

Derek Jordanou-Bailey - kỹ sư trưởng của Helix nói: "Trong nhiều thập niên, Helix đã nghiên cứu các công nghệ truyền động điện tiên tiến và đây hiện là yếu tố quan trọng trong hành trình điện khí hóa của nhiều lĩnh vực hiệu suất cao." Helix không phải là cái tên nổi danh trong lĩnh vực hàng không nhưng động cơ điện hiệu suất cao của hãng đã được sử dụng trong giải đua Formula E, các chương trình siêu xe, các nền tảng quốc phòng và giờ đây là một dự án động cơ siêu thanh đầy tham vọng. Đối với Duality, công nghệ của Helix tối quan trọng bởi nếu động cơ điện không đạt được mật độ năng lượng cao, Duality sẽ quá nặng để có thể bay một cách hiệu quả về nhiên liệu và chi phí.


Helix đang phát triển động cơ mới dành cho nguyên mẫu thế hệ 5 của Duality với khả năng duy trì công suất 900 kW ở cả chế độ máy phát lẫn động cơ đẩy. Công suất cao nhất có thể đạt 950 kW ở tốc độ vòng quay 20.000 rpm và mô-men xoắn cực đại sẽ tăng lên thành 575 Nm. Helix cũng đang phát triển một hệ thống cách ly động cơ mới để đảm bảo hiệu suất của động cơ trong môi trường khắc nghiệt, ở độ cao lớn.

Thêm vào đó, việc sử dụng nhiên liệu khí tự nhiên hóa lỏng cũng hứa hẹn sẽ mở rộng phạm vi hoạt động cho động cơ lên 61% so với dầu hỏa và lượng khí thải CO2 thấp hơn khoảng 30%. Ngoài ra nhiên liệu LNG có thể được tổng hợp, hướng đến mục tiêu net-zero.

Astro Mechanica xác định khách hàng chính phủ và quốc phòng sẽ là những bên đầu tiên thử nghiệm Duality và điều này giúp thúc đẩy chu kỳ thử nghiệm và khả năng triển khai sớm. Về tầm nhìn thương mại, Astro Mechanica hướng đến mô hình điểm đến điểm (point-to-point) - kết nối các sân bay nhỏ trực tiếp với nhau và hiện đang là xu hướng của hàng không dân dụng thay vì mô hình trục và nan (hub-and-spoke) từng thống trị ở thập niên 90, cũng là thời điểm những chiếc Concorde còn gầm rú trên bầu trời. Công ty mường tượng những chiếc máy bay siêu thanh dùng động cơ hybrid Duality sẽ hoạt động dạng on-demand, vận hành ở các sân bay nhỏ từ đó khiến giá vé có thể cạnh tranh với các chuyến bay đường dài.


Cách tiếp cận này đã giúp Astro Mechanica nhận được sự quan tâm từ các cơ quan quốc phòng Hoa Kỳ. Công ty cũng đã được đảm bảo khoản tài trợ mới trị giá 27,1 triệu đô, trong đó bao gồm khoản đầu tư từ United Airlines Ventures.

Quảng cáo

Tuy nhiên, để có thể đưa những chuyến bay thương mại siêu thanh trở lại, Astro Mechanica cần phải giải quyết nhiều rào cản kỹ thuật để có thể tăng tỉ lệ của động cơ Duality và đạt được các chứng nhận bay cho động cơ. Công ty đã chỉ ra 2 vấn đề cốt lõi đó là làm sao để động cơ nằm trong giới hạn khối lượng bởi hệ thống hybrid điện sẽ "tăng cân" tự nhiên khi tăng tỉ lệ. Thêm vào đó, cần phải giúp động cơ đạt được hiệu quả TSFC/Isp mục tiêu ở toàn bộ phạm vi bay, đặc biệt là ở hành trình tốc độ Mach cao.

TSFC (Thrust Specific Fuel Consumption) - mức tiêu hao nhiên liệu riêng theo lực đẩy tức lượng nhiên liệu mà động cơ tiêu thụ để tạo ra 1 đơn vị lực đẩy trong 1 giây; Isp (Specific Impulse) - xung riêng tức thời gian mà 1 kg nhiên liệu có thể tạo ra lực đẩy bằng 1 Newton. TSFC càng thấp thì động cơ càng tiết kiệm nhiên liệu cho cùng một lực đẩy; Isp càng cao thì động cơ càng hiệu quả vì cùng một lượng nhiên liệu có thê tạo ra lực đẩy lâu hơn.

Ngoài ra, Astro Mechanica cũng đề cập đến vấn đề bảo trì động cơ, chi phí có thể ảnh hưởng đến tính kinh tế khi vận hành và điều này chỉ có thể được xác định qua thời gian sử dụng thực tế và có thể tạo ra tác động bất ngờ.

Aerospace Global News; IE

Khóa học Machine Learning cơ bản- Khoa học dữ liệu - AI

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

==***==

Khoá học Quản trị Chiến lược Dành cho Lãnh đạo Doanh nghiệp

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

==***==

Nơi hội tụ Tinh Hoa Tri Thức - Khơi nguồn Sáng tạo

Để tham gia khóa học công nghệ truy cập link: http://thuvien.hocviendaotao.com

Mọi hỗ trợ về công nghệ email: dinhanhtuan68@gmail.com

--- 

Khóa học Hacker và Marketing từ A-Z trên ZALO!

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học Hacker và Marketing từ A-Z trên Facebook!

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa đào tạo Power BI phân tích báo cáo để bán hàng thành công

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Bảo mật và tấn công Website - Hacker mũ trắng

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học ​

KHÓA HỌC LẬP TRÌNH PYTHON TỪ CƠ BẢN ĐẾN CHUYÊN NGHIỆP

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học Lập trình Visual Foxpro 9 - Dành cho nhà quản lý và kế toán

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học hướng dẫn về Moodle chuyên nghiệp và hay

Xây dựng hệ thống đào tạo trực tuyến chuyên nghiệp tốt nhất hiện nay.

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

KHÓA EXCEL CHUYÊN NGHIỆP

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học AutoIt dành cho dân IT và Marketing chuyên nghiệp

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khoá học Word từ cơ bản tới nâng cao, học nhanh, hiểu sâu

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học hướng dẫn sử dụng Powerpoint từ đơn giản đến phức tạp HIỆU QUẢ

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học Thiết kế, quản lý dữ liệu dự án chuyên nghiệp cho doanh nghiệp bằng Bizagi

Khóa học Phân tích dữ liệu sử dụng Power Query trong Excel

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học Lập trình WEB bằng PHP từ cơ bản đến nâng cao

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học Phân tích dữ liệu sử dụng TableAU - Chìa khóa thành công!

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học Phân tích dữ liệu sử dụng SPSS - Chìa khóa thành công!

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học "Thiết kế bài giảng điện tử", Video, hoạt hình 

kiếm tiền Youtube bằng phần mềm Camtasia Studio

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

Khóa học HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ VIDEO CLIP CHO DÂN MARKETING CHUYÊN NGHIỆP

​​​​​

HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ QUẢNG CÁO VÀ ĐỒ HỌA CHUYÊN NGHIỆP VỚI CANVA

Hãy tham gia khóa học để trở thành người chuyên nghiệp. Tuyệt HAY!😲👍

 KHÓA HỌC VIDEO- XÂY DỰNG PHẦN MỀM QUẢN LÝ BẰNG MICROSOFT ACCESS

GOOGLE SPREADSHEETS phê không tưởng

Khóa hoc lập trình bằng Python tại đây

Hãy tham gia khóa học để biết mọi thứ

Để tham gia tất cả các bài học, Bạn nhấn vào đây 

Khóa học lập trình cho bé MSWLogo

Nhấn vào đây để bắt đầu học

Khóa học Ba, Mẹ và Bé - Cùng bé lập trình  TUYỆT VỜI

Khóa học sử dụng Adobe Presenter-Tạo bài giảng điện tử

Khóa học vẽ tạo giao diện demo cho website

Để thành thạo Wordpress bạn hãy tham gia khóa học 

Tham gia khóa học tại đây

Khóa học sử dụng Edmodo để dạy và học hiện đại để thành công

Nhấn vào đây để bắt đầu khóa học

==***==

Bảo hiểm nhân thọ - Bảo vệ người trụ cột

Cập nhật công nghệ từ Youtube tại link: congnghe.hocviendaotao.com
Tham gia nhóm Facebook
Để tham gia khóa học công nghệ truy cập link: http://thuvien.hocviendaotao.com
Mọi hỗ trợ về công nghệ email: dinhanhtuan68@gmail.com

Nguồn: Tinh Tế

Share !