Tập đoàn Hàng Phát.
Động cơ tuabin cánh quạt WJ-10, loại động cơ được nghiên cứu chế tạo cho máy bay vận tải chiến thuật hạng trung với tải trọng trăm tấn, hiện đã bắt đầu bước vào giai đoạn thử nghiệm trên bệ phóng. Sau khi hoàn tất các bài kiểm tra trên bệ, nó sẽ được chuyển sang thử nghiệm trên các nền tảng bay chuyên dụng.
Lõi động cơ của WJ-10, cùng với động cơ tuabin trục WJ-20 dùng cho trực thăng hạng nặng và động cơ cho các loại máy bay cánh nghiêng trong tương lai, đều sử dụng chung một thiết kế nền tảng. Do đó, WJ-10 được đánh giá là dòng động cơ vô cùng tiên tiến với công suất tối đa đạt ngưỡng 6.000 kW.
Tất nhiên, nếu so với động cơ tuabin cánh quạt TP400-D6 trang bị trên máy bay vận tải A400M của châu Âu, công suất của WJ-10 có phần thấp hơn một chút, nhưng về tính năng thì hoàn toàn tương đương.
Hôm nay, Lâm Bằng và Lý Thiết cùng nhau đến Tập đoàn Hàng Phát để nắm bắt tiến độ nghiên cứu chế tạo động cơ WJ-10. Bởi vì dự án máy bay vận tải hạng trung tải trọng trăm tấn sẽ chính thức được phê duyệt trong vòng năm năm tới, nên động cơ WJ-10 đóng vai trò là hệ thống động lực then chốt.
Nếu không có nguồn động lực mạnh mẽ, làm sao "Vận-13" tải trọng trăm tấn có thể cất cánh được?
Mặc dù đã có máy bay vận tải hạng nặng "Vận-15" với quy mô lớn hơn, nhưng đối với Không quân Trung Quốc, nhu cầu về một loại máy bay vận tải chiến thuật hạng trung tải trọng trăm tấn lại cấp thiết hơn cả. Nguyên nhân là do khung thân của "Vận-8" và "Vận-9" đã khá cũ kỹ, đường kính thân máy bay nhỏ, dung tích khoang chứa hạn chế, trọng lượng cất cánh tối đa chỉ đạt 70 tấn, đã tụt hậu rất xa so với các dòng máy bay vận tải chiến thuật hạng trung tiên tiến trên thế giới.
Phải biết rằng, những dòng máy bay vận tải chiến thuật hạng trung như Airbus A400M hay An-70 đều có trọng lượng cất cánh tối đa vượt ngưỡng 100 tấn, tầm bay lên tới bảy, tám nghìn km. Tính năng của "Vận-8" và "Vận-9" thực sự thua kém rất nhiều.
Ưu điểm lớn nhất của việc lựa chọn động cơ tuabin cánh quạt công suất lớn chính là khả năng tiết kiệm nhiên liệu.
So với động cơ phản lực, ưu điểm chính của động cơ tuabin cánh quạt là giúp máy bay đạt tốc độ bay nhanh hơn, thậm chí vượt ngưỡng tốc độ âm thanh và bay ở độ cao lớn hơn. Tuy nhiên, nhược điểm chí mạng của nó là mức tiêu thụ nhiên liệu cao hơn đáng kể so với động cơ tuabin cánh quạt.
Xét về nguyên lý, động cơ tuabin cánh quạt khác biệt rất lớn so với động cơ phản lực. Động cơ tuabin cánh quạt chuyển hóa nhiệt năng thành cơ năng để kéo cánh quạt quay, tạo ra lực kéo hoặc lực đẩy. Trong khi đó, động cơ phản lực trực tiếp phun luồng khí thải để tạo ra lực đẩy.
Động cơ phản lực khi xả luồng khí nóng áp suất cao để tạo lực đẩy khổng lồ, đồng thời cũng lãng phí một lượng lớn khí thải vẫn còn mang nhiệt năng và động năng cực lớn. Nó không thể tối ưu hóa việc chuyển hóa nhiệt năng từ quá trình đốt cháy nhiên liệu thành công suất hữu ích.
Ngược lại, động cơ tuabin cánh quạt có hiệu suất sử dụng năng lượng cao hơn rõ rệt. Động cơ này lắp thêm một bộ tuabin áp suất thấp phía sau động cơ phản lực. Luồng khí thải sẽ điều khiển tuabin quay với tốc độ cao để phát ra công suất nhất định. Trục của tuabin áp suất thấp sẽ dẫn động qua hộp giảm tốc phía trước động cơ để điều khiển cánh quạt. Bằng cách này, phần lớn năng lượng của luồng khí thải được chuyển hóa thành công cơ học. Hơn nữa, luồng khí thoát ra từ tuabin sau khi giãn nở và tăng tốc trong ống xả đuôi vẫn có thể tạo ra một lực đẩy nhất định. Chính vì vậy, hiệu suất kinh tế của động cơ tuabin cánh quạt là cực kỳ ưu việt.
So với động cơ piston truyền thống, động cơ tuabin cánh quạt có ưu điểm là trọng lượng nhẹ, độ rung thấp, công suất lớn hơn nhiều. Khi độ cao bay càng tăng, tính năng càng vượt trội, trong khi mức tiêu thụ nhiên liệu lại không chênh lệch nhiều so với động cơ piston.
Nói cách khác, động cơ tuabin cánh quạt là loại động cơ hàng không hội tụ được ưu điểm của cả động cơ piston và động cơ phản lực. Các cường quốc hàng không trên thế giới đều đang dốc sức phát triển thế hệ động cơ tuabin cánh quạt mới nhằm nâng cao công suất và giảm thiểu mức tiêu thụ nhiên liệu.
Động cơ WJ-10 của Tập đoàn Hàng Phát có tính năng vượt trội hơn hẳn so với động cơ WJ-6C. Xét cho cùng, WJ-6C vốn là động lực của "Vận-9" với công suất tối đa chỉ đạt 6.000 mã lực, trong khi WJ-10 đã đạt tới hơn 8.000 mã lực!
Việc sử dụng nó làm động lực cho máy bay vận tải chiến thuật hạng trung tải trọng trăm tấn là một lựa chọn vô cùng sáng suốt.
Mục tiêu chính của Lâm Bằng và Lý Thiết khi đến Tập đoàn Hàng Phát là xác thực tiến độ nghiên cứu chế tạo động cơ WJ-10, bao gồm kết quả thử nghiệm trên bệ, kiểm tra xem các thông số kỹ thuật thực tế có đạt hoặc vượt yêu cầu thiết kế hay không.
Bởi vì dự án "Vận-13" - dòng máy bay vận tải chiến thuật hạng trung bốn động cơ tuabin cánh quạt với tải trọng trăm tấn - sắp được phê duyệt nghiên cứu chế tạo. Nếu không có các thông số kỹ thuật chi tiết của động cơ đi kèm, công tác thiết kế sẽ không thể triển khai.
Suy cho cùng, thiết kế của bất kỳ chiếc máy bay nào cũng phải lấy hệ thống động lực làm nền tảng. Từ trọng lượng cất cánh tối đa, tốc độ bay hành trình nhanh nhất, cho đến trần bay, tất cả đều liên quan mật thiết đến tính năng của động cơ.
Sau khi trao đổi ngắn gọn với tổng sư phụ trách động cơ WJ-10C của Tập đoàn Hàng Phát, mọi người cùng nhau tiến về hiện trường thử nghiệm động cơ.
Một động cơ tuabin cánh quạt (turboprop) hình giọt nước được cố định vững chãi trên bệ thử nghiệm cỡ lớn. Trục quay của nó được lắp một bộ cánh quạt tám lá kiểu mới, trông khá giống với loại trên máy bay A400M nhưng vẫn tồn tại một vài điểm khác biệt.
Chi tiết này khiến Lâm Bằng và Lý Thiết không khỏi sáng mắt, động cơ tuabin cánh quạt 10 thực sự rất ấn tượng, chỉ riêng ngoại hình thôi đã vượt xa thế hệ tuabin cánh quạt 6C.
Đường kính bộ cánh quạt này lớn hơn đáng kể so với loại đang trang bị trên máy bay vận tải Y-9, ước chừng khoảng 5 mét, gần như tương đương với kích thước của dòng A400M từ châu Âu.
Việc tăng đường kính cánh quạt đồng nghĩa với việc động lực được nâng cao, hơn nữa bộ cánh quạt này rõ ràng là thiết kế mới, hứa hẹn hiệu suất khí động học tối ưu hơn.
Công tác chuẩn bị thử nghiệm nhanh chóng hoàn tất. Lâm Bằng và Lý Thiết cùng đội ngũ kỹ thuật tiến vào phòng điều khiển để theo dõi quá trình vận hành của động cơ tuabin cánh quạt 10.
Tiếng chuông cảnh báo vang lên ba hồi, quá trình thử nghiệm chính thức bắt đầu. Đây là bệ thử nghiệm tĩnh, cho phép đo đạc chính xác các thông số kỹ thuật của động cơ trong điều kiện vận hành tiêu chuẩn.
Trong tương lai, động cơ sẽ phải trải qua các bài kiểm tra trên nền tảng bay thực tế. Chiếc Y-9 hoàn toàn có thể đảm nhận vai trò này bằng cách thay thế động cơ 6C hiện tại để lắp đặt động cơ tuabin cánh quạt 10 phục vụ thử nghiệm.
Tổng công trình sư Lưu Minh của dự án động cơ tuabin cánh quạt 10 ra lệnh bắt đầu. Ngay lập tức, kỹ thuật viên khởi động khối động cơ công suất lớn thế hệ mới này.
Bộ cánh quạt khổng lồ bắt đầu quay, luồng khí bị đẩy mạnh về phía sau. Tiếng ồn phát ra lớn hơn so với động cơ phản lực, đây vốn là đặc tính cố hữu của loại động cơ cánh quạt.
Động cơ thử nghiệm được gắn kèm hàng loạt thiết bị đo đạc chuyên dụng. Các luồng dữ liệu liên tục được truyền về màn hình trong phòng điều khiển. Nhìn công suất động cơ tuabin cánh quạt 10 không ngừng tăng lên, nhanh chóng đạt ngưỡng 5000 kW – tức đã tiệm cận 90% công suất thiết kế tối đa – trong khi mọi thông số đều hiển thị ổn định, Lâm Bằng và Lý Thiết nhìn nhau mỉm cười hài lòng.
Dòng động cơ tuabin cánh quạt 10 này thực sự rất xuất sắc. Với nó, việc hiện thực hóa mục tiêu trọng lượng cất cánh tối đa 110 tấn cho dự án vận tải cơ Y-13 là hoàn toàn khả thi.
Động cơ tuabin cánh quạt 10 tất nhiên đã tham khảo các kỹ thuật tiên tiến từ nước ngoài. Đây chính là thành quả mà Lâm Bằng đã thu thập được nhờ năng lực đặc biệt của mình, giờ đây cuối cùng cũng phát huy hiệu quả tối đa. Nhìn khối động cơ đang vận hành, Lâm Bằng không khỏi cảm thấy một sự gắn kết thân thuộc.
Nghĩ lại chặng đường phát triển hơn bốn mươi năm của ngành động cơ tuabin cánh quạt Trung Quốc, giờ đây cuối cùng cũng bắt kịp trình độ tiên tiến của thế giới, tất cả mọi người có mặt tại đó đều vô cùng phấn khích.