Thử nghiệm thành công động cơ siêu dẫn 100kW, mở đường cho kỷ nguyên máy bay điện

Động cơ siêu dẫn 100kW được phát triển tại Đại học Strathclyde có thể mở đường cho tương lai của máy bay chạy hoàn toàn bằng điện

Nguyên mẫu động cơ được phát triển tại Phòng thí nghiệm Siêu dẫn Ứng dụng (Applied Superconductivity Laboratory - ASL) thuộc University of Strathclyde ở Glasgow. Đây được xem là một trong những dự án đầu tiên trên thế giới hướng tới việc chế tạo động cơ từ thông trục hoàn toàn siêu dẫn phục vụ ngành hàng không.

Khác với các động cơ điện truyền thống, hệ thống mới sử dụng vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao (HTS), cho phép truyền tải dòng điện lớn với điện trở gần như bằng không khi được làm lạnh xuống khoảng 20 Kelvin (-253°C). Nhờ đặc tính này, động cơ có thể đạt mật độ công suất cao hơn đáng kể so với các thiết kế thông thường, đồng thời giảm trọng lượng yếu tố mang tính quyết định đối với các phương tiện hàng không chạy điện.

Theo các nhà nghiên cứu, một trong những rào cản lớn nhất đối với máy bay điện hiện nay là khả năng tạo ra đủ công suất mà không làm tăng khối lượng hệ thống năng lượng. Công nghệ siêu dẫn được xem là giải pháp tiềm năng giúp giải quyết bài toán này bằng cách nâng cao hiệu suất truyền tải điện và giảm tổn thất năng lượng.

Giáo sư Min Zhang, người đứng đầu ASL, cho biết công nghệ siêu dẫn mở ra cơ hội phát triển các hệ thống động cơ đẩy nhẹ hơn và hiệu quả hơn đáng kể. Tuy nhiên, việc vận hành ở nhiệt độ cực thấp cũng đặt ra nhiều thách thức về làm lạnh, bảo vệ hệ thống và tích hợp với các thành phần khác trên máy bay.

Nguyên mẫu 100kW được xây dựng bởi một nhóm nghiên cứu đa ngành gồm các chuyên gia về hóa học, vật lý, kỹ thuật điện và kỹ thuật cơ khí. Hệ thống kết hợp nhiều công nghệ tiên tiến như cuộn dây siêu dẫn tổn hao thấp, cơ chế kích từ không chổi than và khả năng vận hành trong môi trường nhiệt độ siêu thấp. Những yếu tố này tạo thành nền tảng cho các động cơ công suất lớn hơn trong tương lai.

Dự án là một phần của chương trình ZEST1 (Zero Emission Sustainable Transport 1) do Airbus dẫn dắt và được tài trợ bởi Aerospace Technology Institute. Mục tiêu dài hạn là phát triển các động cơ siêu dẫn công suất ở mức megawatt, đủ khả năng trang bị cho các dòng máy bay thương mại thế hệ mới.

Các chuyên gia nhận định xu hướng sử dụng hydro lỏng trong hàng không có thể tạo ra lợi thế đặc biệt cho công nghệ siêu dẫn. Do hydro lỏng vốn phải được lưu trữ ở nhiệt độ cực thấp, hệ thống nhiên liệu trong tương lai hoàn toàn có thể đồng thời đóng vai trò làm mát cho các động cơ siêu dẫn, giúp tối ưu hóa hiệu quả vận hành và giảm trọng lượng tổng thể của máy bay.

Thành công của nguyên mẫu 100kW không chỉ chứng minh tính khả thi của động cơ hàng không siêu dẫn mà còn đánh dấu một bước tiến quan trọng trên hành trình hướng tới ngành hàng không phát thải thấp trong những thập kỷ tới.

Theo drivesncontrols.com