Khi buồng đốt tăng lực được kích hoạt, lực đẩy của động cơ phản lực WS-25C lập tức tăng lên đáng kể. Điều này tương tự như cơ chế tăng áp tua-bin trên ô tô, khi bộ tăng áp hoạt động, công suất động cơ sẽ có một bước nhảy vọt.
Sau khi chế độ tăng lực mở ra, lực đẩy của động cơ tăng trưởng rõ rệt, các lãnh đạo và nhóm chuyên gia đều chăm chú quan sát những con số đang nhảy múa trên màn hình lớn.
180.000 Newton, 200.000 Newton, 220.000 Newton. Trạng thái thử nghiệm trông rất khả quan, các thông số kỹ thuật đều nằm trong ngưỡng bình thường. Các lãnh đạo và chuyên gia trong phòng điều khiển khẽ bàn luận, có vẻ như lần thử nghiệm đầu tiên này đã diễn ra suôn sẻ.
Tất nhiên, đây mới chỉ là lần thử nghiệm đầu tiên. Phía trước vẫn còn rất nhiều bài kiểm tra khắt khe, bao gồm thử nghiệm trên bệ thử mặt đất, thử nghiệm trên cao, thậm chí là các chuyến bay thử nghiệm thực tế, cuối cùng mới có thể định hình thiết kế để lắp đặt lên máy bay ném bom chiến lược H-20.
Thời hạn cho toàn bộ quy trình này chỉ vỏn vẹn hai năm, vì vậy đây là một thử thách cực kỳ lớn đối với Tập đoàn Hàng không và đội ngũ nghiên cứu phát triển động cơ WS-25C.
Lực đẩy tăng lực của động cơ WS-25C đang tăng dần, nhanh chóng vượt ngưỡng 250.000 Newton, con số này đã vượt quá 80% công suất tăng lực tối đa. Theo yêu cầu của đề cương thử nghiệm, lần đầu tiên chỉ nên dừng lại ở mức này. Tuy nhiên, Tổng công trình sư Ngô rất phấn khích, ông yêu cầu kỹ thuật viên vận hành tăng thêm lực đẩy, đạt tới 270.000 Newton!
Con số này đã chạm ngưỡng 90% lực đẩy tối đa. Lúc này, luồng khí phụt ra từ ống xả của động cơ WS-25C trông như những vòng lửa rực cháy, nhiệt lượng tỏa ra khiến toàn bộ xưởng thử nghiệm nóng hầm hập.
Khi lực đẩy đạt 270.000 Newton và duy trì ổn định trong vài phút, các lãnh đạo cùng chuyên gia không kìm được mà vỗ tay tán thưởng.
Đây là một bước đột phá trọng đại, có thể ghi danh vào sử sách hàng không quốc gia, thậm chí là lịch sử hàng không thế giới, bởi vì trên toàn cầu chưa từng có động cơ phản lực tăng lực nào đạt tới lực đẩy 270.000 Newton!
Lâm Bằng vẫn luôn sử dụng năng lực kết nối não bộ với máy móc để cảm nhận trạng thái vận hành của động cơ WS-25C. Lúc này, anh chợt phát hiện một vấn đề: bộ ổn định ngọn lửa trong buồng đốt tăng lực do thiếu hệ thống làm mát hiệu quả nên đã xả ra luồng khí cực nóng, tạo ra bức xạ hồng ngoại khá mạnh. Nếu có thể làm mát hiệu quả cho vòi phun nhiên liệu và bộ ổn định ngọn lửa, đồng thời tối ưu hóa hình dáng các linh kiện tăng lực, thì hiệu quả tàng hình hồng ngoại và radar đối với máy bay ném bom chiến lược H-20 sẽ tốt hơn nhiều.
Đồng thời còn một vấn đề khác, đó là ống xả và buồng đốt tăng lực vốn là hai bộ phận riêng biệt. Buồng đốt tăng lực nằm trước ống xả và phía sau tua-bin. Khi buồng đốt tăng lực không hoạt động, các thiết bị phun nhiên liệu và bộ ổn định ngọn lửa đặt bên trong sẽ gây cản trở dòng khí tốc độ cao cực nóng thoát ra từ tua-bin, dẫn đến tổn thất lực đẩy đáng kể.
Nói cách khác, ở trạng thái không tăng lực, nếu có thể cải tiến thiết bị phun nhiên liệu và bộ ổn định ngọn lửa, ta có thể giảm lực cản đối với dòng khí, từ đó tăng cường lực đẩy khi không sử dụng chế độ tăng lực.
Hiện tại, lực đẩy trung gian của động cơ WS-25C chỉ đạt 18 tấn, có thể nói là chưa đủ lớn. Nếu cải tiến thiết kế buồng đốt tăng lực, việc tăng lực đẩy lên 20 tấn là hoàn toàn khả thi.
Nghĩ đến đây, Lâm Bằng liền nói với Tổng công trình sư Ngô: "Tổng công trình sư Ngô, động cơ WS-25C của chúng ta liệu còn không gian tối ưu hóa cho buồng đốt tăng lực không? Ví dụ như thiết bị phun nhiên liệu và bộ ổn định ngọn lửa, nếu chúng ta tinh chỉnh hình dáng và bổ sung hệ thống làm mát, thậm chí là tích hợp thiết kế buồng đốt tăng lực với ống xả thành một khối thống nhất thì sao?"
Tổng công trình sư Ngô ngạc nhiên nói: "Tổng giám đốc Lâm, anh nói rất có lý. Chỉ là việc đột phá kỹ thuật này thực sự rất khó khăn, hiện tại chúng ta vẫn chưa thể thực hiện được. Thiết kế và chế tạo tích hợp quả thực có thể giảm số lượng linh kiện, giảm thiểu tổn thất dòng chảy, đây đúng là chìa khóa cho thiết kế sáng tạo của buồng đốt tăng lực."
Lâm Bằng nói: "Hơn nữa, sau khi sử dụng thiết kế tích hợp, ta còn có thể giảm chiều dài động cơ. Điều này vô hình trung giúp tăng không gian bên trong cho máy bay ném bom chiến lược H-20, giảm trọng lượng, tăng lực đẩy quân dụng. Quan trọng nhất là giúp đặc tính tàng hình hồng ngoại và radar tại vị trí động cơ của H-20 trở nên ưu việt hơn."
Tổng sư Ngô khẳng định: "Đúng vậy, nếu làm được như vậy thì không cần nâng cao nhiệt độ trước tuabin, chỉ cần tăng lưu lượng khí của quạt và bộ phận làm mát là có thể nâng cao tỷ số đẩy của động cơ. Như vậy, lực đẩy không tăng lực của động cơ WS-25C có khả năng tăng lên đáng kể, tỷ trọng cũng cao hơn! Chỉ là hiện tại chúng ta chắc chắn chưa thể thực hiện ngay, nhưng trong quá trình cải tiến kích cỡ cho động cơ WS-25C, chúng ta có thể nỗ lực hướng tới mục tiêu đó. Đợi đến khi máy bay ném bom chiến lược H-20 chính thức được trang bị, biết đâu có thể lắp đặt loại động cơ này cũng nên!"
Nghe thấy cuộc đối thoại của hai vị tổng sư, nhóm lãnh đạo đều tò mò tiến lại gần để tìm hiểu tình hình.
Một vị lãnh đạo quân đội hỏi: "Thiết kế nhất thể hóa này, thực sự khả thi sao?"
Tổng sư Ngô gật đầu đáp: "Đúng vậy, chúng ta hiện đã bắt đầu thăm dò, dù chỉ mới ở giai đoạn đầu. Ví dụ như động cơ F414 của Mỹ, họ đã cải tiến đáng kể lực đẩy thông qua việc tối ưu hóa khí động học của buồng đốt tăng lực và vật liệu chế tạo. Buồng đốt kiểu vòng lưu thông này sử dụng vòi phun nhiên liệu dạng sương, kết cấu ống lửa làm mát đa lỗ không chỉ nâng cao tuổi thọ sử dụng mà còn giảm trọng lượng, trên bề mặt còn có ba vạn lỗ khoan laser để hạ thấp nhiệt độ vách ngăn."
Lâm Bằng bổ sung: "Không sai, buồng đốt tăng lực của F414 áp dụng thiết kế tiên tiến hơn. Bộ ổn định ngọn lửa của nó được cấu tạo từ bộ ổn định hình chữ V dạng vòng ở trung tâm và 12 bộ ổn định hướng kính. Mỗi bộ ổn định hướng kính đều có vỏ cách nhiệt và được làm mát bằng khí dẫn từ quạt. Thông qua những cải tiến kỹ thuật này, lực đẩy quân dụng của F414 so với động cơ F404 đã tăng 25%, lực đẩy trung gian tăng từ 49.000 Newton lên 62.000 Newton, lực đẩy tăng lực tăng từ 79.000 Newton lên 98.000 Newton. Động cơ WS-19 của chúng ta cũng áp dụng thiết kế tương tự!"
Động cơ WS-19 quả thực đã kế thừa một số kỹ thuật từ F414, ngoài ra còn có kỹ thuật từ động cơ EJ200, nhờ đó mới có thể đạt tới lực đẩy tối đa 11 tấn.
Tổng sư Ngô nói: "Đúng vậy, còn có động cơ EJ200, buồng đốt tăng lực của nó cũng áp dụng thiết kế nhất thể hóa tiên tiến nhất, tuy nhiên vẫn còn khoảng cách so với thiết kế nhất thể hóa toàn diện. Ví dụ như buồng đốt tăng lực của EJ200 sử dụng thiết kế nhất thể hóa cho bộ trộn khí, bộ khuếch tán và bộ ổn định, giúp rút ngắn hiệu quả chiều dài buồng đốt, giảm tổn thất dòng chảy và khối lượng buồng đốt. WS-25C của chúng ta cũng đã áp dụng một phần thiết kế nhất thể hóa, nhưng để hoàn thiện thiết kế nhất thể hóa cho toàn bộ buồng đốt tăng lực và ống phun thì vẫn còn những thách thức kỹ thuật rất lớn."
Tiếp đó, kỹ thuật viên điều khiển hạ dần lực đẩy của động cơ WS-25C, tiến hành thử nghiệm dữ liệu ở từng trạng thái lực đẩy khác nhau.
Sau hơn một giờ thử nghiệm, lần chạy máy đầu tiên kết thúc, một kỷ lục thế giới mới về động cơ hàng không đã ra đời: lực đẩy tăng lực tối đa đạt 270.000 Newton! Con số này lớn hơn lực đẩy tăng lực của động cơ NK-32 trên máy bay ném bom chiến lược Tu-160 tới hàng chục ngàn Newton.
Động cơ hàng không Trung Quốc thực sự đã trở nên hùng mạnh! Đây là nhận định chung của tất cả các lãnh đạo và chuyên gia có mặt.
Ngay khi quá trình thử nghiệm kết thúc, toàn bộ phòng điều khiển vang dội những tràng pháo tay nhiệt liệt.
Mọi người đều cảm thấy vui mừng và tự hào vì lần thử nghiệm đầu tiên của động cơ WS đạt lực đẩy 30 tấn đầu tiên tại Trung Quốc đã thành công mỹ mãn. Đây là niềm kiêu hãnh của toàn bộ ngành công nghiệp hàng không Trung Quốc!
Sau mỗi lần thử nghiệm, theo thông lệ, động cơ phải được kiểm tra kỹ lưỡng. Quá trình này không chỉ yêu cầu tháo rời động cơ để kiểm tra các bộ phận mà còn phải sử dụng những kỹ thuật thí nghiệm tiên tiến nhất.
Bởi vì một số biến đổi bên trong các linh kiện động cơ đòi hỏi những thiết bị đo lường có độ chính xác cực cao mới có thể phát hiện ra.
Các lãnh đạo và chuyên gia cùng rời khỏi xe điều khiển, tiến về phía bệ thử nghiệm.
Động cơ WS-25C này quả thực rất đồ sộ, lực đẩy lại càng không cần bàn cãi, kích thước lớn hơn WS-15 khoảng một vòng.
Tất nhiên, không phải lúc nào động cơ càng lớn càng tốt, đôi khi nhỏ gọn mới là ưu thế!
Sau khi động cơ dần nguội đi, quá trình tháo dỡ bắt đầu, các chuyên gia đều vô cùng kiên nhẫn chờ đợi.
Tranh thủ cơ hội này, mọi người cũng cùng nhau trao đổi, giao lưu.
Vị lãnh đạo quân đội đầy phấn khích nói: "Trải qua nhiều năm nỗ lực của Tập đoàn Động cơ Hàng không, các dòng động cơ phản lực, động cơ trục và động cơ cánh quạt của chúng ta đều đã đạt được những đột phá trọng đại, toàn diện vượt trội. Đặc biệt là dòng động cơ phản lực tăng lực WS-25C này đã đạt tới trình độ tiên tiến nhất thế giới. Nó là trái tim của máy bay ném bom chiến lược H-20, nhất định phải đảm bảo kỹ thuật tiên tiến, ổn định và đáng tin cậy. Qua lần thử nghiệm đầu tiên, kết quả trông rất khả quan, nhưng chặng đường phía trước vẫn còn rất nhiều bài kiểm tra. Hy vọng các đồng chí tại Tập đoàn Động cơ Hàng không tiếp tục phát huy truyền thống phấn đấu gian khổ, nhanh chóng hoàn thành nhiệm vụ nghiên cứu chế tạo WS-25C, sớm ngày bàn giao. Các lãnh đạo cấp cao của chúng ta đều đang chờ đợi chuyến bay đầu tiên của máy bay ném bom chiến lược H-20 đấy!"
Tổng sư Ngô đầy phấn khích nói: "Xin lãnh đạo yên tâm, chúng tôi đã chuẩn bị mọi mặt một cách chu toàn nhất. Chúng tôi nhất định sẽ mang đến cho oanh-20 một "trái tim" mạnh mẽ nhất thế giới, giúp nó bay cao hơn, nhanh hơn và xa hơn!"
Ai cũng hiểu rằng, hàm lượng kỹ thuật của động cơ WS-25C là cực kỳ cao. Động cơ của oanh-20 bắt buộc phải là loại tiên tiến nhất thế giới hiện nay.
Không chỉ cần vượt qua động cơ NK-32 của phía Tây, mà còn phải vượt xa động cơ của các dòng máy bay ném bom chiến lược thế hệ mới từ phía quân đội Mỹ.
Tổng sư Đường lên tiếng: "Chúng ta cần đặc biệt lưu ý đến hướng phát triển của oanh tạc cơ chiến lược thế hệ mới B-21 từ phía Mỹ. Theo các nguồn tin rò rỉ, B-21 sẽ được trang bị khả năng tác chiến không đối không. Nó sẽ tích hợp radar tiên tiến và tăng cường năng lực mang theo tên lửa đối không để thực hiện các nhiệm vụ tác chiến trên không."
Lâm Bằng mỉm cười đáp: "Thực ra nếu có yêu cầu, oanh-20 của chúng ta hoàn toàn có thể bổ sung tính năng này. Chúng ta có thể bố trí các loại tên lửa tầm siêu xa trong khoang đạn phía trước của oanh-20."
Tổng sư Ngô cười nói: "Đúng vậy, oanh-20 của chúng ta chắc chắn phải tiên tiến hơn oanh tạc cơ B-21. Chỉ riêng xét về động cơ, WS-25C của chúng ta đã vượt trội hơn hẳn so với loại động cơ nâng cấp từ F135 mà phía Mỹ dự định trang bị cho B-21."
Quả thực, xét về lưu lượng lõi động cơ, WS-25C hoàn toàn có khả năng tăng thêm lực đẩy. Các phiên bản nâng cấp của F135 chủ yếu áp dụng phương thức tăng kích thước quạt để tăng tỷ số đường vòng (bypass ratio).
Tuy nhiên, việc tăng lực đẩy chỉ bằng cách tăng tỷ số đường vòng sẽ khiến hiệu suất gia tốc bị hạn chế đáng kể.
Lâm Bằng phân tích: "Đúng thế, việc nâng cấp sâu hơn cho động cơ F135 có thể sẽ áp dụng các thiết kế như ba dòng khí, quạt biến chu trình, tua-bin biến chu trình cùng kỹ thuật làm mát tiên tiến hơn. Dù có thể đạt lực đẩy tăng lực tối đa lên tới 25 tấn, nhưng vẫn không thể sánh bằng WS-25C của chúng ta."
Tổng sư Ngô tiếp lời: "Nghe nói phòng thí nghiệm của Không quân Mỹ đã ký hợp đồng với cả Pratt & Whitney và GE. Hai nhà sản xuất này đang tận dụng công nghệ riêng để phát triển động cơ biến chu trình cho chiến đấu cơ thế hệ thứ 6. GE đã công bố phương án động cơ biến chu trình ba dòng khí. Nói đơn giản, nó có thể thay đổi tỷ số đường vòng bằng cách tăng hoặc giảm lưu lượng khí ở đường vòng ngoài, từ đó chuyển đổi linh hoạt giữa chế độ tiểu đường vòng tốc độ siêu âm và đại đường vòng tiết kiệm nhiên liệu tùy theo yêu cầu."
Lâm Bằng nói thêm: "Còn Pratt & Whitney lại chọn phương án nâng cấp khác cho F135, đó là quạt biến chu trình AETP ba dòng khí kết hợp với lõi động cơ mới. Đường kính và lưu lượng khí của F135 vốn đã lớn hơn F119. Cấu trúc F135 sử dụng quạt ba cấp, luồng khí sau khi gia tốc ở cấp quạt thứ ba sẽ bị chia làm hai: hơn một nửa đi vào đường vòng để tạo lực đẩy phụ, phần còn lại đi vào lõi động cơ để tiếp tục nén, trộn với nhiên liệu, đốt cháy thành khí nóng rồi đi vào tầng tua-bin. Nhờ đó, nó tạo ra lực đẩy trung gian tối đa 12,5 tấn, lực đẩy tối đa hiện tại đạt từ 18 đến 20 tấn và tương lai có thể nâng cấp lên 25 tấn."
Tổng sư Ngô cười nói: "Tổng Lâm nói rất đúng. F135 so với F119 tuy lực đẩy tăng mạnh, nhưng thực tế là đánh đổi hiệu suất tốc độ cao để lấy lực đẩy trên nền tảng lõi động cơ cũ, khiến hiệu suất tốc độ cao bị suy giảm. WS-25C của chúng ta thì khác, vì lõi động cơ được phát triển dựa trên WS-25A nên lưu lượng khí lớn hơn nhiều so với lõi của F135. Do đó, WS-25C không chỉ có lực đẩy lớn mà hiệu suất tốc độ cao cũng rất tốt, đây chính là chìa khóa đảm bảo oanh-20 có thể thực hiện bay siêu thanh."
Lâm Bằng bổ sung: "Sau này, nếu chúng ta tiếp tục tối ưu hóa thiết kế tích hợp giữa buồng đốt tăng lực và vòi phun đuôi, lực đẩy sẽ còn tăng cao hơn nữa. Có lẽ trong tương lai, việc oanh-20 thực hiện tuần tra siêu thanh là hoàn toàn khả thi."
Nghe những lời đối thoại giữa Lâm Bằng và Tổng sư Ngô, các lãnh đạo cùng đội ngũ chuyên gia đều vô cùng phấn khởi.
Nếu oanh-20 có thể thực hiện tuần tra siêu thanh, đó sẽ là một bước tiến vượt bậc, bỏ xa oanh tạc cơ B-21 trong tương lai của Mỹ.
Lãnh đạo quân đội cười nói: "Tốt lắm! Tuổi thọ sử dụng của động cơ WS-25C cũng cần tiếp tục nghiên cứu để nâng cao. Hiện tại dù đã đạt 1500 giờ vận hành trước khi đại tu, nhưng vẫn chưa đủ, bởi oanh-20 của chúng ta trong tương lai sẽ phải thực hiện các nhiệm vụ tuần tra sẵn sàng chiến đấu dài ngày!"
Rất nhanh sau đó, động cơ WS-25C đã hạ nhiệt. Các kỹ sư bắt đầu tháo dỡ động cơ thử nghiệm để kiểm tra chi tiết. Qua kiểm tra sơ bộ, các bộ phận của động cơ đã chịu đựng tốt các bài thử nghiệm về nhiệt độ cực cao và ngoại lực lớn mà không xuất hiện hư hại.
Tuy nhiên, công tác kiểm tra chuyên sâu vẫn cần được tiếp tục, phải mất vài ngày nữa mới có thể đưa ra báo cáo hoàn chỉnh.