Trung Quốc thử nghiệm công nghệ plasma giúp drone bay cao lâu hơn tới 88%

Các thử nghiệm đường hầm gió do các nhà khoa học Trung Quốc thực hiện cho thấy công nghệ kích hoạt plasma có thể tăng đáng kể hiệu suất khí động học của máy bay không người lái (drone) hoạt động ở độ cao lớn, từ đó kéo dài đáng kể thời gian bay.

Kết quả nghiên cứu cho thấy plasma được tạo ra bởi dòng điện áp cao có thể nâng tỷ lệ lực nâng so với lực cản (lift-to-drag ratio) của cánh máy bay lên gần 88% – một chỉ số then chốt trong hàng không, trong đó giá trị càng cao đồng nghĩa với hiệu suất bay càng tốt.

“Công nghệ này có tiềm năng lớn trong việc kéo dài thời gian hoạt động của các loại drone bay cao, thời gian dài (HALE - High-Altitude Long-Endurance)”, nhóm nghiên cứu do ông Trương Tân (Zhang Xin), nhà khoa học cấp cao thuộc Phòng thí nghiệm trọng điểm quốc gia về khí động học, Trung tâm Nghiên cứu & Phát triển Khí động học Trung Quốc (CARDC), cho biết.

CARDC đặt tại thành phố Miên Dương, tỉnh Tứ Xuyên, sở hữu một trong những hệ thống đường hầm gió lớn và hiện đại nhất thế giới – công cụ thiết yếu để mô phỏng điều kiện bay thực tế. Nghiên cứu được công bố trong ấn bản tháng 4 trên Tạp chí Cơ học Lý thuyết và Ứng dụng Trung Quốc, tạp chí hàng đầu về khí động học tại nước này.

Các dòng drone quân sự hiện đại như RQ-4 Global Hawk của Mỹ hay CH-9 của Trung Quốc hiện đã có khả năng hoạt động ở độ cao trên 10.000 mét trong khoảng 40 giờ. Tuy nhiên, các chuyên gia cho rằng thời gian này hoàn toàn có thể kéo dài hơn nữa nhờ cải tiến khí động học.

Thông thường, giảm tốc độ bay có thể giúp kéo dài thời gian hoạt động. Tuy nhiên, không khí loãng ở độ cao lớn lại làm giảm đáng kể hiệu quả khí động. Nhóm nghiên cứu của ông Trương phát hiện rằng khi drone giảm tốc từ 15 m/s xuống còn 8 m/s (tương đương dưới 30 km/h), tỷ lệ lực nâng/lực cản có thể giảm tới 60%.

Để giải quyết vấn đề này, nhóm đề xuất lắp đặt máy phát plasma trên cánh drone. Thiết bị này hoạt động với điện áp lên tới 16.000 volt, ion hóa không khí với tần suất 8.000 lần mỗi giây, tạo ra các đợt sóng plasma – các hạt mang điện năng lượng cao.

Dòng plasma này làm gián đoạn hiện tượng phân tách luồng không khí – khi luồng gió tách ra khỏi bề mặt cánh một cách hỗn loạn – giúp drone duy trì lực nâng ngay cả khi bay rất chậm ở độ cao lớn.

Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu cảnh báo rằng hiện tượng plasma cũng có thể gây nhiễu loạn, khiến drone mất ổn định trong các tình huống như leo cao hoặc chuyển hướng gấp. Do đó, bước tiếp theo là phát triển các chiến lược điều khiển tối ưu bằng các thí nghiệm tần suất cao, nhằm hoàn thiện một hệ thống điều khiển khép kín hiệu quả cho drone phủ plasma.

“Drone bay lâu là nền tảng không thể thiếu cho các nhiệm vụ quân sự và dân sự như trinh sát, giám sát và đánh giá thảm họa – và nhu cầu về chúng ngày càng tăng”, nhóm nghiên cứu nhận định.

Trước đó, Trung Quốc đã công bố đoạn video thử nghiệm tiêm kích thế hệ thứ 6, với thiết kế mang dáng dấp tương lai, cho thấy nước này có thể đang đi đầu trong cuộc đua khí động học toàn cầu, theo nhận định của một số chuyên gia quốc phòng quốc tế.