Sở hữu mạng lưới đường sắt nhanh nhất thế giới vẫn chưa đủ, Trung Quốc sẽ “lắp cánh” cho tàu cao tốc để đạt 450 km/h?

Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng việc lắp thêm 5 đôi cánh nhỏ trên mỗi toa sẽ giúp bổ sung lực nâng và giảm 1/3 trọng lượng của đoàn tàu. Những đôi cánh này sẽ giúp đoàn tàu có thể chạy với vận tốc tối đa 450 km/h.

Nghiên cứu này là một phần của dự án có tên CR450 mà Bắc Kinh khởi động hồi đầu năm. Mục đích của dự án là phát triển một thế hệ tàu cao tốc có thể di chuyển ở vận tốc 450 km/h.

Mạng lưới đường sắt cao tốc của Trung Quốc hiện nhanh nhất thế giới, với các đoàn tàu chạy tối đa 350 km/h. Dự án CR450 đặt mục tiêu vận hành các chuyến tàu chạy nhanh hơn gần 30%. Điều này đồng nghĩa với việc chỉ mất khoảng 3 giờ để di chuyển từ Bắc Kinh đến Thượng Hải hoặc chỉ mất 5 giờ để đi từ Bắc Kinh đến Quảng Châu.

Theo nghiên cứu của nhóm thuộc trung tâm Chengdu Fluid Dynamics Innovation do giáo sư Zhang Jun dẫn đầu, khi tăng tốc độ, bánh xe của tàu sẽ nhanh bị mòn hơn, do đó chu kỳ sửa chữa và bảo dưỡng phải rút ngắn lại.

Ý tưởng lắp đôi cánh cho tàu cao tốc không hề mới. Những năm 1980, các kỹ sư Nhật Bản đã từng đề xuất ý tưởng lắp đôi cánh giống cánh máy bay vào hai bên thân tàu. Sau hai thập kỷ, một nguyên mẫu cuối cùng cũng đã được chế tạo.

Mặc dù ý tưởng lắp thêm cánh đã chứng minh được hiệu quả về khí động học, việc ứng dụng nó vào thực tế lại thất bại. Với không gian hạn chế của cơ sở hạ tầng như hàng rào an toàn và các đường hầm hiện có, những đôi cánh quá lớn và quá rộng sẽ gây mất an toàn khi tàu chạy.

Giáo sư Zhang và nhóm của ông đã đề xuất ý tưởng có phần khác biệt so với các kỹ sư Nhật Bản. Thay vì lắp đặt đôi cánh khổng lồ ở hai bên, nhóm nghiên cứu cho biết các cánh nhỏ trên nóc tàu có thể tạo ra đủ lực nâng mà không lo nguy cơ va chạm. Tuy nhiên, đôi cánh vẫn cần được thiết kế và lắp đặt cẩn thận.

Theo giáo sư Zhang và nhóm nghiên cứu, là những người làm việc trong chương trình nghiên cứu quân sự của quốc gia, bao gồm cả việc phát triển vũ khí siêu thanh, cho biết sự khác biệt lớn nhất giữa hai ý tưởng là tàu Trung Quốc sẽ hoạt động giống một tên lửa hành trình hơn là một chiếc máy bay.

Dự án CR450 có dự định phát triển các tàu cao tốc chạy nhanh hơn gần 30% so với các tàu hiện nay. Ảnh: Xinhua

Chen Yu, một kỹ sư nghiên cứu của Đại học Tongji ở Thượng Hải, người không tham gia vào nghiên cứu, cho biết có một số vấn đề kỹ thuật cực kỳ khó khăn cần phải giải quyết để có thể chắp đôi cánh cho tàu cao tốc.

Ông đưa ra ví dụ rằng những chiếc cánh chắc chắn sẽ làm tăng tiếng ồn trong cabin, khiến hành khách không được thoải mái. Các nhà khoa học và kỹ sư sẽ phải tìm ra cách để kiểm soát các luồng không khí phức tạp trên nóc tàu và giảm tiếng ồn bằng các vật liệu hoặc cấu trúc cách âm. Tuy nhiên, điều này có thể khiến tổng trọng lượng của tàu tăng lên.

Bên cạnh đó, các tàu cao tốc lấy điện từ các đường dây điện trên cao thông qua thiết bị gắn trên nóc tàu. Ông cho biết sẽ cần có các biện pháp bổ sung để giữ cho thiết bị này tiếp xúc liên tục với các đường dây điện, tránh sự nhiễu loạn do cánh gây ra.

Báo giới Trung Quốc đưa tin, các chuyến tàu CR450 đầu tiên có thể sẽ hoạt động trên tuyến đường sắt mới dài 300 km nối hai trung tâm kinh tế lớn ở phía tây nam Trung Quốc là Thành Đô và Trùng Khánh. Việc xây dựng tuyến đường sắt này bắt đầu từ tháng 9 và dự kiến ​​hoàn thành sau 5 năm.

Theo các nhà nghiên cứu, dự án CR450 là một nỗ lực nghiên cứu trên toàn quốc nhằm giải quyết các vấn đề kỹ thuật, từ điều khiển tự động và thiết kế của bánh xe đến hệ thống lái, các nâng cấp đường ray và các biện pháp an toàn.

Những người ủng hộ giải pháp lắp đặt cánh cho tàu cao tốc tin rằng khi áp dụng ở quy mô lớn, nó sẽ có tính kinh tế và khả thi hơn tàu đệm từ (maglev), loại tàu ứng dụng công nghệ siêu dẫn di chuyển với tốc độ 600 km/h.

Theo SCMP