Trung Quốc đạt nhiều bước tiến lớn trong sản xuất bộ phận chủ chốt của tên lửa là vách ngăn bồn nhiên liệu, chỉ dày vài milimet nhưng chịu áp suất cực lớn và rất khó sản xuất hàng loạt.
Trung Quốc đang gặt hái nhiều thành công trong công nghệ sản xuất vách ngăn bồn nhiên liệu. Hôm 10/7, tên lửa Trường Chinh 10B (CZ-10B) của Trung Quốc đưa vệ tinh lên quỹ đạo, sau đó hạ cánh thẳng đứng xuống lưới đỡ khổng lồ gắn trên giàn nổi ngoài khơi, đánh dấu lần đầu thu hồi tên lửa tái sử dụng. Chuyến bay sử dụng phần nắp sản xuất bằng phương pháp hàn có thể sánh ngang với dòng tên lửa Falcon của SpaceX nhưng có thể sản xuất nhanh hơn.
Đồng thời, các nhà nghiên cứu Trung Quốc cũng giới thiệu kỹ thuật "định hình lạnh" cho phép tạo ra một chiếc nắp hoàn chỉnh không đường nối trong vòng vài giờ thay vì một tuần.
Công ty công nghệ điều khiển số Thượng Hải sản xuất vách ngăn bồn nhiên liệu ở tên lửa Trường Chinh 10B bằng công cụ máy móc phát triển trong nước và theo tiêu chuẩn tương tự dòng Falcon của SpaceX. Họ sử dụng hai quy trình cốt lõi, bao gồm phương pháp phay gương 5 trục kép, gia công nắp liền mạch với giá đỡ để ngăn vật liệu mỏng bị biến dạng áp lực cắt, đảm bảo độ chính xác và hiệu quả. Hiện nay, chỉ có ba nhà cung cấp trên thế giới sở hữu công nghệ phay gương như vậy là tập đoàn Dufieux của Pháp, M. Torres của Tây Ban Nha và Công ty công nghệ điều khiển số Thượng Hải, trong đó hệ thống của Trung Quốc có lợi thế về độ chính xác, thời gian chu kỳ và chi phí.
Quy trình thứ hai xử lý mối nối giữa nắp và thân bồn nhiên liệu bằng hệ thống hàn ma sát khuấy dài 5 m. Khi dụng cụ khuấy quay nhanh, ma sát tạo ra nhiệt làm mềm và nhào trộn kim loại với nhau, tạo ra mối hàn hoàn hảo. Phương pháp này tăng cường độ bền mỏi của mối nối gấp nhiều lần so với hàn nóng chảy thông thường, cung cấp độ bền cần thiết cho tên lửa bay nhiều lần mà không hỏng hóc.
Tên lửa Trường Chinh 10B cất cánh hôm 10/7. Ảnh: Fan Wei/GT
Theo Công ty công nghệ điều khiển số Thượng Hải, kết hợp hai công nghệ trên "chính là hướng sản xuất cốt lõi giúp SpaceX thu hồi dòng Falcon với độ tin cậy cao". So với các quy trình sản xuất phân đoạn truyền thống, giải pháp này làm giảm gần 400 kg trọng lượng nắp ở tên lửa với thông số kỹ thuật vượt tiêu chuẩn quốc tế.
China Science Daily hôm 12/7 đưa tin một nhóm nhà nghiên cứu ở Đại học Công nghệ Đại Liên phát triển công nghệ tạo hình nguyên khối siêu lạnh cho hợp kim nhôm, giúp thúc đẩy sản xuất vách ngăn bồn nhiên liệu hiệu quả.
Trái với quan điểm thông thường cho rằng kim loại trở nên giòn và kém bền trong điều kiện lạnh, các nhà nghiên cứu phát hiện ở nhiệt độ cực thấp, hợp kim nhôm đồng thời tăng cả độ giãn dài và hệ số biến cứng nguội (khả năng tăng độ bền của kim loại bằng biến dạng dẻo). Dựa vào hiệu ứng vật lý này, họ phát triển quy trình tạo hình độc quyền bao gồm đặt tấm hợp kim nhôm dày 4 mm trong buồng lạnh -196 độ C và tạo hình một lần duy nhất thành chiếc nắp nhẵn mịn sẵn sàng sử dụng trực tiếp mà không cần gia công thêm.
Theo Bastille Post Global, so với phương pháp truyền thống tạo hình nhiều phần riêng biệt và hàn lại với nhau, tạo hình nguyên khối siêu lạnh có thể tăng cường hiệu suất sử dụng vật liệu lên hơn 85% và giảm thời gian sản xuất từ hơn một tuần xuống vài giờ.
Nhóm nghiên cứu phối hợp với Viện công nghệ phóng tên lửa Trung Quốc (CALT) và chứng minh vách ngăn hình vòm mới bay thành công trong các nhiệm vụ Trường Chinh 12 và Trường Chinh 7A Y14. Ngoài ra, họ cũng hợp tác với Công ty công nghệ Yongxing Gongda để xây dựng dây chuyền sản xuất vách ngăn cỡ 4 m tại Khu Phát triển Kinh tế Jizhou ở Thiên Tân. Theo CGTN, hồi tháng 5, lô vách ngăn sản xuất hàng loạt đầu tiên xuất xưởng với công suất hàng năm trên 1.000 đơn vị, đủ để hỗ trợ lắp ráp hơn 100 tên lửa mỗi năm.
Theo SCMP, trong cuộc đua vũ trụ giữa Mỹ và Trung Quốc, lợi thế quyết định có thể nằm ở một bộ phận ít người biết là vách ngăn bồn nhiên liệu. Trên tên lửa đẩy, thân bồn nhiên liệu hình trụ cần hai "chiếc mũ" dạng vòm hình elip hoặc parabol hàn chặt ở hai đầu để phân phối đều lực ép, giúp bồn chứa khỏi nổ tung dưới áp suất nén nạp khí và áp suất hóa hơi của nhiên liệu siêu lạnh.
Vách ngăn rộng vài mét nhưng chỉ dày vài milimét và chịu áp suất, rung lắc, chấn động cực lớn. Do rất khó sản xuất hàng loạt, quốc gia nào có thể sản xuất vách ngăn bồn nhiên liệu nhanh, rẻ với độ tin cậy cao hơn sẽ nắm giữ lợi thế lớn khi phát triển đội tên lửa tái sử dụng cho nền kinh tế không gian trong tương lai.
An Khang tổng hợp
