[비즈한국] Cơ quan Hàng không Vũ trụ Hàn Quốc (KASA) đang tiến hành phát triển ‘động cơ turbofan lưu lượng vòng cao cho máy bay điện hóa’ (sau đây gọi là động cơ phản lực điện hóa). Mặc dù đây là loại động cơ cỡ nhỏ với lực đẩy 4.500 pound, nhưng nó có khả năng sản xuất điện vượt trội gấp hơn ba lần so với các loại động cơ tiên tiến cấp 16.000 pound, hứa hẹn tạo ra sức cạnh tranh lớn trên thị trường máy bay chiến đấu không người lái (CCA). KASA có kế hoạch phát triển loại động cơ này không chỉ cho máy bay chiến đấu không người lái mà còn có thể lắp đặt trên các máy bay phản lực thương mại dân dụng.
Tại hội thảo tuabin khí ‘GTS2025’ tổ chức ở Gangneung vào ngày 28 tháng 8 vừa qua, KASA đã công bố các nghiên cứu liên quan đến tuabin khí (động cơ phản lực) đang được thực hiện với chủ đề ‘Kế hoạch phát triển hợp tác dân quân về động cơ tiên tiến và hệ thống ứng dụng để nhảy vọt ngành công nghiệp hàng không mới’.
Động cơ phản lực điện hóa mà KASA công bố là loại động cơ turbofan tuổi thọ cao cỡ nhỏ với lực đẩy 4.500 pound. Cho đến nay, Hàn Quốc đã phát triển hai loại động cơ phản lực tuổi thọ cao là KTF-5500 và KTF-10000, đồng thời dự kiến sẽ phát triển loại động cơ turbofan lực đẩy 16.000 pound có thể lắp đặt trên máy bay chiến đấu KF-21 trong tương lai.
Thoạt nhìn, dễ nhầm tưởng rằng động cơ phản lực 4.500 pound mà KASA đang phát triển là loại động cơ công suất thấp, kém hiệu quả hơn so với KTF-5500 hiện có. Tuy nhiên, khái niệm kỹ thuật tiên tiến vượt bậc đã được áp dụng vào động cơ này.
Trước hết, nó được phát triển dưới dạng động cơ có tỷ lệ lưu lượng vòng cao (High-Bypass Ratio). Động cơ phản lực tạo ra lực đẩy bằng cách nén không khí qua quạt rồi đốt cháy. Dòng không khí đi qua quạt mà không bị đốt cháy được gọi là lưu lượng vòng (bypass). Trong khi KTF-5500 có tỷ lệ lực đẩy giữa khí đốt và lưu lượng vòng là 0,71, thì ở động cơ phản lực điện hóa của KASA, tỷ lệ này lên tới trên 4. Chính vì vậy, mặc dù hiệu suất tốc độ cao thấp hơn một chút so với KTF-5500, nhưng lực đẩy trên trọng lượng và hiệu suất nhiên liệu lại vượt trội hơn nhiều.
Tuy nhiên, giá trị thực sự của động cơ phản lực điện hóa nằm ở khả năng cung cấp điện năng ưu việt đúng như tên gọi của nó. Lần đầu tiên tại Hàn Quốc, công nghệ ‘máy phát điện gắn liền với rô-tơ’ được áp dụng, đây là công nghệ kết nối trực tiếp máy phát điện vào quạt của động cơ phản lực. Nhờ đó, động cơ phản lực điện hóa có thể cung cấp ổn định nguồn điện 100kW. Đây là khả năng phát điện vượt trội gấp nhiều lần so với động cơ phản lực 16.000 pound dự kiến lắp đặt trên KF-21.
Các máy bay không người lái quân sự hiện đại cần nguồn điện lớn để vận hành các thiết bị điện tử quy mô lớn. Đặc biệt, máy bay chiến đấu phối hợp người-máy (MUM-T) gọi là ‘CCA’ dù được trang bị radar hoặc cảm biến riêng, nhưng do kích thước nhỏ hơn một nửa so với máy bay chiến đấu có người lái nên gặp hạn chế về công suất thấp và hiệu suất thiết bị điện tử thiếu hụt.
Tuy nhiên, nếu lắp đặt động cơ phản lực điện hóa do KASA phát triển lên CCA, tình thế sẽ thay đổi. Nó có thể cung cấp nguồn điện tương đương máy bay chiến đấu có người lái, từ đó mang lại tiềm năng lắp đặt các thiết bị radar công suất cao, thiết bị tác chiến điện tử, thậm chí là vũ khí laser chiến thuật trên nền tảng kích thước nhỏ.
KASA dự kiến đầu tư ngân sách 47 tỷ won trong 4 năm từ 2026 đến 2029 để hoàn thiện mẫu cơ bản của động cơ này, và từ năm 2029 sẽ thúc đẩy việc đạt chứng chỉ của FAA (Cục Hàng không Liên bang Mỹ) và Bộ Đất đai, Hạ tầng và Giao thông Hàn Quốc (KAS 33) để có thể lắp đặt trên các máy bay phản lực thương mại dân dụng.
Thông qua đó, từ năm 2030, việc sản xuất hàng loạt cho máy bay chiến đấu không người lái CCA sẽ bắt đầu, và từ năm 2033, dự kiến sẽ đi vào sản xuất hàng loạt để lắp đặt trên máy bay phản lực thương mại dân dụng tại Mỹ và Hàn Quốc.
Mặc dù đơn vị sản xuất hàng loạt vẫn chưa được xác định, nhưng nhiều doanh nghiệp trong nước đã bày tỏ sự quan tâm lớn và ý định hợp tác. Nếu tuân thủ đúng hiệu suất kỳ vọng và tiến độ phát triển, dự kiến loại động cơ này sẽ đảm bảo năng lực cạnh tranh mạnh mẽ trên thị trường động cơ máy bay không người lái CCA.
Tạp chí hàng không vũ trụ ‘Aviation Week’ của Mỹ dự báo rằng đến năm 2034, hơn 530 chiếc CCA sẽ được sản xuất trên toàn thế giới và tỷ trọng của chúng sẽ dần tăng lên thay thế cho các máy bay chiến đấu có người lái. Do đó, nếu dự án phát triển động cơ này thành công, ngành công nghiệp động cơ hàng không Hàn Quốc dự kiến sẽ 확보 (đảm bảo) được sản phẩm mở ra thị trường mới vượt xa động cơ cho KF-21, qua đó có thể thách thức mục tiêu xuất khẩu quy mô lớn.