Chiếc xe nhanh nhất trên thế giới được tạo ra như thế nào?

Thứ hai, 02/11/2015 | 14:45 GMT+7

(ĐSPL) - Năm 2016, một nhóm kỹ sư và các nhà thám hiểm người Anh sẽ đến sa mạc của Nam Phi để thử nghiệm chiếc xe hơi có tốc độ 1609 km/h (tương đương 1000mph). Bloodhound SSC được thiết kế ra để phá vỡ kỉ lục về tốc độ hiện tại của xe hơi 1227.6 km/h (tương đương 763 mph).
Bloodhound với vận tốc 1609 km/h
Thật đáng kinh ngạc, mục tiêu khó khăn này lại không phải mục tiêu chính của kế hoạch. Phá vỡ kỉ lục này đối với họ không phải điều quá ngạc nhiên, điều khiến chúng ta phải thán phục là họ đã giữ được thứ hạng 79 trong 100 năm qua và lập kỉ lục liên tiếp trong 32 năm, lần gần đây nhất AndyGreen đã lập kỉ lục trên chiếc Thrust SSC, và trước đó nữa là Richard Noble. Sau đó Bộ trưởng bộ khoa học Lord Drayson, đưa ra BloodHound trong năm 2008, mục tiêu của họ là truyền cảm hứng cho các thế hệ tiếp theo, tìm ra và đưa những tài năng trẻ đến với khoa học, công nghệ và kỹ thuật.
Và các mục tiêu khác, tất nhiên đó là tạo ra những thử thách với các kỹ sư hàng đầu để tạo ra những nghiên cứu, thành tựu đẳng cấp thế giới và phát triển những dự án đến trình độ ứng dụng thực tế. Nhưng làm thế nào để có thể bắt đầu thiết kế và dựng lên một chiếc xe nhanh hơn bất kì chiếc xe nào khác ? Có ba vấn đề chính mà nó phải vượt qua: khả năng lướt đi , động cơ đủ mạnh, kết cấu đủ vững chắc ?
Vấn đề khí động học của chiếc xe khi lướt trên đường
Bất cứ ai cũng biết sức mạnh tuyệt vời của gió khi chúng ta thả diều. Đó là một khả năng tuyệt vời mà không khí đem lại, với BloodHound, được cố gắng thiết kế ra để có khả năng lướt đi trong không khí với tốc độ nhanh hơn âm thanh. Phải tạo ra một lực đẩy mạnh vào không khí sinh ra lực phản lực cực lớn, dĩ nhiên phản lực này phải lớn hơn rất nhiều so với lực cản khí ở mũi xe.
Thrust SSC sự dụng 2 động cơ phản lực để tạo lực đẩy đó. Quy trình hoạt động đó là hút không khí từ phía trước, nén - đốt cháy và tạo ra lực đẩy ở sau. Nhưng với cách hoạt động như vậy chiếc xe cần mui trước lớn hơn để có thể lấy đủ không khí nhưng theo các phân tích của rất nhiều chuyên gia, với thiết kế như vậy sẽ khó mà khiến chiếc xe đạt được tốc độ 1609 km/h ( 1000 mph ), phía trước lớn sẽ tạo ra sức cản lớn và chiếc xe tiêu tốn nhiều lực để tiêu trừ lực cản. Vì vậy BloodHound được thiết kế với mũi xe nhỏ cùng với động cơ phản lực, làm chúng ta liên tưởng đến một chiếc tên lửa.
Để kiểm tra khí động học, chúng tôi sử dụng hệ thống động lực học chất lỏng ở đại học Swansea (CFD). Điều này cho phép các kỹ sư có thể thấy được chiếc xe sẽ gặp vấn đề gì khi di chuyển với tốc độ cao như vậy. Và đã có 150 mẫu được thiết kế và thử nghiệm để đảm bảo rằng sẽ có một chiếc xe có thể ổn định ở tốc độ cao như vậy
Sức mạnh của động cơ
Do nhu cầu được đưa ra là chiếc xe phải có mũi xe nhỏ vị vậy không thể lắp 2 động cơ. Và giải pháp duy nhất là lắp một động cơ với sức mạnh của một chiếc tên lửa. Những quả tên lửa có thể sản sinh lượng điện năng vô cùng lớn nhờ vào việc đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu và oxygen lỏng hoặc hỗn hợp nhiên liệu cùng oxidiser rắn. Oxy lỏng là chất khá khó bảo quản, chúng chỉ tồn tại ở -182° C. Còn với nhiên liệu rắn, chiếc xe chỉ có thể dừng lại khi nhiên liệu cạn kiệt hoàn toàn. Với 2 phương pháp đã được ứng dụng là bất khả thi trên BloodHound.
Giải pháp là một động cơ tên lửa hybrid sử dụng hydrogen peroxide tinh khiết. Điều này khắc phục được vấn đề của nhiên liệu rắn, chúng ta có thể ngắt sự đốt chạy nhiên liệu trong động cơ.
Nhưng với giải pháp này chúng ta lại gặp một vấn đề khác: làm thế nào để có thể đưa được những oxidiser vào động cơ phản lực. Để đạt kỷ lục cũng phải có những sáng kiến kỉ lục, một động cơ xe thể thao Jaguar chỉ dùng để bơm nhiên liệu cung cấp 1000 lít peroxide trong 20 giây. Và thế là chúng ta có một động cơ tạo ra được vận tốc 1609km/h.
Gắn các thiết bị thành một chiếc xe hoàn chỉnh
Một vấn đề nữa là tất cả các bộ phận trên xe sẽ chịu một áp lực vô cùng lớn tạo ra bởi tốc độ. Ví dụ: Trọng lực mà bánh xe phải nhận khi quay với tốc độ như vậy sẽ gấp 50 ngàn lần bình thường. Điều đó có nghĩa mỗi gram của chiếc bánh xe sẽ trở thành 50kg. Trong khi đó, không kể đến sự sói mòn mạnh của động cơ bơm nhiên liệu trong khi di chuyển một lượng chất lỏng quá lớn.
Để vượt qua những thách thức này, các bánh xe được đúc nguyên khối bởi nhôm cao cấp. Điều này đảm bảo liên kết bền vững giảm khả năng vỡ hay sứt mẻ. Vỏ xe được tạo từ carbon để đảm bảo sự cứng rắn và quan trọng hơn là nhẹ. Trục máy bơm được sản xuất từ Custom 465, một chất trơ ít tham gia phản ứng hóa học. Sau đó toàn bộ các bộ phận được kiểm tra lại vô cùng cẩn thận
 Tất cả những vấn đề này cho thấy cách thiết kế và dựng chiếc xe như BloodHound rất cần sự tham gia của các nhà khoa học kỹ sư ở nhiều lĩnh vực. Từ việc xác định nguyên liệu, nhiên liệu, cho tới việc làm sao để tạo ra các linh kiện và tích hợp chúng thành một chiếc xe hoàn chỉnh. Chiếc xe này mang tính khoa học nhiều hơn là chỉ để tạo ra với mục đích phá vỡ kỉ lục về tốc độ.
Quốc Việt (nguồn popsci)

Chuyên gia tư vấn cách giảm nhanh cơn đau dạ dày

Tin tài trợ
thế giớiô tôkỹ sưtốc độđam mêNgười Anhsa mạcNam Phixe hơitin mớitin nóngtin hóttin nhanh

Xem thêm tin chuyên mục Ôtô - Xe máy



*}