650 km/h trong 7 giây: Tàu đệm từ của Trung Quốc phá vỡ rào cản tốc độ với kỷ lục mới

Trung Quốc mới đây đã tạo ra một bước ngoặt lịch sử khi phương tiện thử nghiệm đệm từ nặng 1,1 tấn được đẩy lên tốc độ 650 km/h (khoảng 404 dặm/giờ) chỉ trong vòng bảy giây trên đoạn đường thử chỉ dài vỏn vẹn một km .

Cuộc thử nghiệm đầy ấn tượng này được thực hiện tại Phòng thí nghiệm Donghu, tỉnh Hồ Bắc, trong khuôn khổ chương trình nghiên cứu công nghệ đệm từ do Trung tâm Đổi mới công nghệ đẩy điện từ tốc độ cao phụ trách.

Kết quả không chỉ cho thấy khả năng tăng tốc cực đại trong không gian ngắn, mà còn làm nổi bật tính khả thi của một phương án đường sắt siêu tốc "thu nhỏ" nhưng hiệu quả cao, vốn có thể được triển khai dễ dàng hơn tại các khu đô thị đông đúc hoặc công viên công nghệ.

Trái ngược với các mô hình truyền thống đòi hỏi đường ray dài hàng chục km để đạt và duy trì tốc độ cao, nhóm kỹ sư Trung Quốc tại Donghu đã chứng minh khả năng "chạy nước rút" trên đoạn đường ngắn, nhờ kết hợp động cơ tuyến tính công suất cao và hệ thống lực đẩy điện từ tiên tiến.

Các nam châm được bố trí "giống cực đẩy" tạo ra lực nâng cho phương tiện, giúp nó lơ lửng khỏi mặt ray và loại bỏ hoàn toàn ma sát cơ học. Khi tiếp xúc giữa bánh xe và đường ray không còn là yếu tố giới hạn, tốc độ có thể được đẩy lên mức tối đa, với trở ngại duy nhất là lực cản khí động học.

Một điểm nổi bật khác là khả năng phanh chính xác của hệ thống: ngay cả ở tốc độ 650 km/h, phương tiện vẫn có thể dừng lại trong khoảng cách 200 m, nhờ công nghệ theo dõi vị trí có độ phân giải tới bốn milimet. Hệ thống này không chỉ phục vụ an toàn vận hành mà còn mở ra tiềm năng tối ưu hóa thử nghiệm, rút ngắn chu kỳ phát triển và hạ giá thành.

Li Weichao, giám đốc trung tâm phát triển tại phòng thí nghiệm, cho biết đây là tốc độ cao nhất từng được ghi nhận trên khoảng cách ngắn như vậy. Và dường như đây mới chỉ là sự khởi đầu: tuyến thử nghiệm tại Donghu được thiết kế để tiếp tục đẩy giới hạn lên 800 km/h khi hoàn thiện vào cuối năm nay.

Điều này đồng nghĩa với việc Trung Quốc có thể sẽ rút ngắn đáng kể khoảng cách giữa công nghệ tàu đệm từ thông thường và khái niệm tàu hyperloop hoạt động trong môi trường gần chân không.

Thành công này không đến từ may mắn bởi đằng sau nó là cả một chiến lược công nghệ được lên kế hoạch kỹ lưỡng. Nhóm nghiên cứu đã phá vỡ cách làm truyền thống, tận dụng hệ thống cảm biến siêu nhỏ, điều khiển tần số biến thiên và lớp vỏ khí động học thiết kế riêng để ép toàn bộ trải nghiệm tốc độ cao vào một cấu hình gọn nhẹ.

Cách làm này không chỉ giúp tiết kiệm đất đai và chi phí hạ tầng mà còn tạo tiền đề cho các nghiên cứu hàng ngày dễ triển khai hơn trong môi trường đô thị.

Trung Quốc từ lâu đã thể hiện rõ tham vọng trong lĩnh vực vận tải đệm từ và quốc gia này hiện sở hữu nhiều tuyến maglev thương mại hơn bất kỳ nơi nào khác trên thế giới, vượt qua cả Hàn Quốc và Nhật Bản.

Tuyến maglev Thượng Hải, được xây dựng dựa trên công nghệ Transrapid của Đức và đi vào hoạt động từ năm 2004, vẫn giữ kỷ lục về vận tốc vận hành thường xuyên (430 km/h). Trong khi đó, bản thân chương trình Transrapid tại Đức lại không thể tìm được thị trường nội địa, và chính Trung Quốc đã trở thành quốc gia duy nhất triển khai và phát triển công nghệ này thành công về mặt thương mại.

Tuy nhiên, những bước tiến của Trung Quốc trong những năm gần đây đã vượt xa khái niệm đưa đón sân bay. Năm 2022, nước này công bố nguyên mẫu tàu siêu dẫn nhiệt độ cao (HTS) với tốc độ tối đa 600 km/h.

Sang năm 2024, Trung Quốc tiếp tục thử nghiệm mô hình tàu chân không tốc độ siêu cao (UHS) ở quy mô đầy đủ, đặt mục tiêu phá vỡ rào cản 1.000 km/h, một con số tiệm cận vận tốc máy bay.

Không dừng ở mặt đất, Trung Quốc còn lên kế hoạch áp dụng công nghệ đệm từ cho ngành vũ trụ. Công ty tư nhân Galactic Energy đang phát triển hệ thống hỗ trợ phóng dựa trên đệm từ, có thể đẩy các tầng vệ tinh nhỏ lên độ cao cần thiết trước khi tên lửa chính kích hoạt. Dự án này đặt mục tiêu hoạt động vào năm 2028, mở ra một chương mới trong kỹ thuật phóng không gian.

Trong khi đó, bên ngoài Đông Á, thế giới vẫn đang chật vật theo đuổi tàu đệm từ. Nhật Bản tiếp tục xây dựng tuyến tàu siêu dẫn Chūō Shinkansen, trong khi Hàn Quốc vận hành tuyến tốc độ trung bình nối sân bay Incheon với Yongyu. Hoa Kỳ mới chỉ dừng lại ở các nghiên cứu lý thuyết cho tuyến Baltimore - Washington DC hay Las Vegas - Nam California mà chưa có bất kỳ dịch vụ thương mại nào được triển khai.

Vì vậy, bước tiến của Phòng thí nghiệm Donghu không chỉ mang tính kỹ thuật mà còn là tuyên ngôn công nghệ. Việc đạt tốc độ 650 km/h trong bảy giây trên đoạn đường thử ngắn đã chứng minh rằng khả năng đẩy mạnh vận tải tốc độ cao không phụ thuộc hoàn toàn vào hạ tầng khổng lồ, mà nằm ở tư duy thiết kế và tối ưu hóa công nghệ.

Nó là lời khẳng định rằng những giới hạn về không gian và chi phí có thể bị phá vỡ nếu các thành phần: từ động cơ mạnh hơn, cảm biến chính xác hơn, đến thuật toán đẩy thông minh hơn phối hợp nhịp nhàng.

Li Weichao cho biết, các công cụ và phương pháp đang được áp dụng tại Donghu hiện đã bắt đầu lan tỏa đến các trung tâm nghiên cứu khác trên cả nước, không chỉ cho mục đích giao thông hành khách mà còn có thể ứng dụng trong nhiều lĩnh vực dân sự khác như hậu cần, quốc phòng và năng lượng.

Trung Quốc đang biến khát vọng tốc độ thành hiện thực, không phải bằng lời nói, mà bằng những cuộc thử nghiệm sấm sét trên mặt ray lơ lửng. Và nếu mọi việc tiến triển đúng hướng, chuyến tàu tiếp theo của tương lai có thể không cần bánh xe để chạm đến giới hạn của thời gian.