Science and Technology Daily hôm 21/7 đưa tin CR450, tàu viên đạn mới nhất của Trung Quốc, đang trải qua các cuộc kiểm tra hiệu suất cuối cùng để chuẩn bị cho thử nghiệm vận hành thương mại ở tốc độ 400 km/h. Nhóm nghiên cứu đã vượt qua tốc độ tối đa trước đó là 350 km/h, trong tình hình sức cản khí động học cao và mức tiêu thụ năng lượng trở thành rào cản công nghệ suốt nhiều thập kỷ.
Theo Shao Jun, nhà nghiên cứu tại Viện Khoa học Đường sắt Trung Quốc, việc tăng tốc độ thêm 50 km/h sẽ dẫn đến tăng 30% sức cản và tiêu thụ năng lượng lớn hơn. Tàu cao tốc phải đối mặt với 95% sức cản từ không khí. Để tăng tốc độ và tiết kiệm năng lượng, các nhà khoa học phải điều chỉnh hình dạng đầu tàu để giảm lực cản, lấy cảm hứng từ thiên nhiên để tạo ra thiết kế dựa trên những loài chim bay nhanh, nhờ đó cắt giảm khoảng 2,6% lực cản. Sau đó, họ xem xét phần gầm tàu, khu vực trước đây thường bị bỏ qua nhưng có tiềm năng giảm lực cản.
Một thành viên trong nhóm nghiên cứu đề xuất ý tưởng về cấu trúc che chắn để bảo vệ khu vực lộ ra của bộ bánh xe, tạo ra hình dạng khí động học hoàn chỉnh hơn để giảm lực cản. Sau khi tối ưu hóa cấu trúc tấm ốp nhiều lần, lực cản giảm 22%. Điều này có nghĩa là ngay cả khi tăng tốc độ thêm 50 km/h, mức tiêu thụ năng lượng của tàu mới vẫn tương đương tàu CR400 Fuxing đang hoạt động ở tốc độ 350 km/h.
Các nhà nghiên cứu trong dự án cũng phát triển vật liệu mới để đối phó thách thức về nhiệt độ, biến dạng và độ mỏi, qua đó xử lý hoạt động phanh của phương tiện siêu tốc. Nhóm nghiên cứu đặt mục tiêu giữ khoảng cách phanh trên tàu mới tương đương tàu CR400, giảm từ tốc độ 400 đến 0 km/h trên quãng đường 6,5 km để tàu dừng lại ổn định. Năng lượng giải phóng trong quá trình này đủ đun nóng 6,8 tấn nước từ trạng thái đóng băng đến sôi trong 2 phút. Dù không tiết lộ kim loại sử dụng trong vật liệu mới, nhóm nghiên cứu đã thực hiện hàng trăm thử nghiệm để hoàn thiện công thức và mất hơn một năm để đánh giá hiệu suất của nó.
Tàu CR450 được trưng bày tại một hội nghị công nghiệp tại Bắc Kinh đầu tháng 7. Mạng lưới đường sắt cao tốc Trung Quốc hiện bao phủ 48.000 km, chiếm hơn 70% tổng số trên thế giới, kết nối 97% thành phố có dân số hơn 500.000 người.
An Khang (Theo Sci Tech Daily, Interesting Engineering)