Là cường quốc đường sắt, Trung Quốc vẫn phải dùng hàng của Mỹ suốt 19 năm qua: Chuyện ngược đời gì đây?

Trên chuyến đi từ Tây Ninh đến Lhasa (Trung Quốc), đoàn tàu sẽ dừng lại một lúc khi đến Ga Golmud. Chỉ trong vài chục phút, các nhân viên đã nhanh chóng tháo bỏ đầu máy xe lửa ban đầu và thay thế bằng đầu máy xe lửa chạy bằng dầu diesel từ Hoa Kỳ.

Hoạt động này đặt ra một câu hỏi: Công nghệ đường sắt của Trung Quốc hiện đang là ngôi sao sáng trên trường quốc tế, vậy tại sao họ lại phải dựa vào đầu máy xe lửa Mỹ cho đoạn đường sắt Thanh Hải - Tây Tạng này?

Thách thức đối với các loại đầu kéo "made in China"

Là một nút giao quan trọng trên tuyến đường sắt Thanh Hải-Tây Tạng, Golmud nằm ở độ cao khoảng 2.800 mét so với mực nước biển và được mệnh danh là "cổ họng của Tây Tạng". Trong suốt hành trình này, đoàn tàu phải đối mặt với những khó khăn và trở ngại ngoài sức tưởng tượng, đầu tiên phải kể đến vấn đề áp suất không khí thấp và thiếu oxy.

Cứ tăng độ cao 1.000 mét, áp suất không khí giảm khoảng 10%. Ở những khu vực trên 4.000 mét, áp suất không khí chỉ bằng khoảng 60% áp suất khí quyển tiêu chuẩn và hàm lượng oxy giảm mạnh xuống còn một nửa so với đồng bằng. Đối với động cơ diesel dựa vào việc đốt cháy dầu diesel để tạo ra năng lượng, việc thiếu oxy làm giảm đáng kể hiệu suất đốt cháy và công suất đầu ra.

Nhiệt độ thấp và sự thay đổi nhiệt độ cũng đặt ra những thách thức lớn.

Nhiệt độ thấp nhất ở cao nguyên Thanh Hải-Tây Tạng vào mùa đông thường xuống mức âm, chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và đêm có thể lên tới hơn 40 độ C. Trong điều kiện nhiệt độ như vậy, tốc độ mỏi của các bộ phận kim loại của đầu máy xe lửa giống tăng đáng kể; các miếng đệm cao su trở nên giòn và dễ bị hư hỏng.

Thiết bị điện tử cũng thường xuyên gặp trục trặc và khó vận hành ổn định. Lý do là vì, tia cực tím mạnh trên cao nguyên giống như sát thủ vô hình, đẩy nhanh quá trình lão hóa của vật liệu bên ngoài đầu xe; gió và cát liên tục làm mòn kết cấu bên ngoài và các bộ phận chuyển động ở đầu xe, làm tăng thêm tỷ lệ hỏng hóc của thiết bị.

Do đó, để đảm bảo tàu có thể chạy an toàn và ổn định trong môi trường như vậy, việc lựa chọn đầu máy có hiệu suất cao và khả năng thích ứng với môi trường cao nguyên là hết sức cấp thiết.

Vững vàng suốt 19 năm

Năm 2003, trước những thách thức khắc nghiệt của cao nguyên Thanh Hải-Tây Tạng, bộ phận đường sắt Trung Quốc đã đưa ra quyết định thực dụng và sáng suốt sau khi cân nhắc kỹ lưỡng: đưa vào sử dụng đầu máy xe lửa diesel NJ2 được thiết kế riêng cho môi trường cao nguyên từ General Electric của Hoa Kỳ.

Mỗi đầu máy xe lửa này có giá lên tới 28 triệu NDT, gần gấp đôi giá của một đầu máy xe lửa chạy bằng dầu diesel thông thường vào thời điểm đó, nhưng nó thực sự xứng đáng với số tiền bỏ ra và có thể được gọi là "quái vật thép" thực sự có thể chinh phục cao nguyên.

Thân xe dài khoảng 23 mét, nặng 126 tấn và được trang bị động cơ V-type 7FDL 16 xi-lanh.

Động cơ này được trang bị hệ thống tăng áp hai giai đoạn, giống như lắp đặt một cặp "lá phổi" mạnh mẽ cho đầu máy xe lửa. Ngay cả trong điều kiện không khí loãng trên cao nguyên, nó vẫn có thể sản sinh công suất mạnh mẽ lên đến 3.200 mã lực, tương đương với tổng công suất của 40 toa xe thông thường.

Với công suất lớn như vậy, nó có thể kéo một đoàn tàu chở hàng nặng tới 10.000 tấn hoặc đẩy một đoàn tàu chở khách với tốc độ 160km/h qua cao nguyên.

Về khả năng tản nhiệt và chống đông, đầu máy xe lửa NJ2 cũng có thiết kế độc đáo.

Diện tích tản nhiệt của hệ thống làm mát lớn hơn khoảng 30% so với đầu máy xe lửa thông thường. Công thức chống đông đặc biệt được sử dụng có thể duy trì tính lưu động tốt trong môi trường nhiệt độ thấp âm 45 độ C và không bị lão hóa nhanh trong môi trường nhiệt độ cao.

Về mặt lựa chọn vật liệu, các thành phần chính sử dụng hợp kim chịu nhiệt độ thấp đặc biệt. Hợp kim này đã được xử lý đặc biệt và có thể chịu được hơn 800 chu kỳ chênh lệch nhiệt độ cực đại mà không bị hư hỏng do mỏi, đảm bảo đầu máy luôn duy trì được độ ổn định về cấu trúc ngay cả trong điều kiện nhiệt độ thay đổi phức tạp.

Trên thực tế, Trung Quốc chưa bao giờ ngừng khám hay thể đầu máy xe lửa NJ2. Tuy nhiên, vẫn chưa có sản phẩm nào có thể thể thay thế. Đầu máy NJ2 đã hoạt động trên tuyến đường sắt Thanh Hải-Tây Tạng được 19 năm, và một hệ thống vận hành và bảo trì tinh vi và hoàn thiện. Từ việc cung cấp linh kiện đến quy trình bảo trì, từ cảnh báo lỗi đến phản ứng khẩn cấp, mọi liên kết đều đã trải qua nhiều năm gỡ lỗi và tối ưu hóa cẩn thận.

Việc thay thế đầu máy bằng đầu máy sản xuất trong nước đồng nghĩa với việc phải xây dựng lại toàn bộ hệ thống vận hành, bảo dưỡng, không chỉ tốn nhiều thời gian, công sức mà còn tiềm ẩn những rủi ro nhất định, có thể ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của đường sắt.

Chi phí kinh tế cũng là một yếu tố quan trọng cần cân nhắc. Hiện tại, tổng giá trị của 78 đầu máy NJ2 đang sử dụng trên tuyến đường sắt Thanh Hải - Tây Tạng là khoảng 2,2 tỷ NDT. Nếu tất cả được thay thế bằng đầu máy sản xuất trong nước, ước tính cần đầu tư khoảng 8 tỷ NDT.

Đây chỉ là chi phí mua sắm và không bao gồm các tổn thất hoạt động trong giai đoạn chuyển đổi hệ thống và chi phí rủi ro thử nghiệm trong giai đoạn thích ứng hệ thống mới. Xét về mặt hiệu quả chi phí, việc giữ lại đầu máy xe lửa NJ2 hiện có trong khi chúng vẫn còn hoạt động tốt thực sự là lựa chọn an toàn hơn.