Nhật Bản áp dụng công nghệ tải điện siêu dẫn cho tàu hỏa
Công nghệ truyền tải điện siêu dẫn đã đi vào giai đoạn thực tế ở Nhật Bản, mang đến phương thức vận hành tàu hỏa ít tốn kém hơn và là biện pháp có thể đối phó với tình trạng nóng lên toàn cầu.
Theo Nikkei, viện nghiên cứu trực thuộc tập đoàn đường sắt Nhật Bản Japan Railway đã đặt một đường dây siêu dẫn dài 1,5 km, loại cáp sử dụng thực tế dài nhất thế giới, tại một cơ sở ở tỉnh Miyazaki, nơi công ty đang tổ chức các cuộc thử nghiệm. Mitsui Mining & Smelting và một số công ty đường sắt quan tâm đến việc áp dụng công nghệ này được thuê để sản xuất đường dây siêu dẫn.
Viện Nghiên cứu Kỹ thuật Đường sắt Nhật Bản đang thử nghiệm một đường dây tải điện siêu dẫn dài 1,5 km ở tỉnh Miyazaki. Ảnh NIKKEI/KOTARO FUKUOKA
Tổn thất truyền tải chủ yếu là khi điện năng biến thành nhiệt do điện trở của dây dẫn điện. Tuy nhiên, khi một đường dây tải điện được làm mát đến âm 269 độ C bằng heli lỏng và đưa vào trạng thái siêu dẫn, điện trở sẽ bằng không và tổn thất điện năng có thể được loại bỏ hoàn toàn. Chi phí của công nghệ này là trở ngại lớn đối với sự lan rộng của nó. Nhưng nhờ sự phát triển của các vật liệu có thể siêu dẫn ở âm 196 độ C, nitơ lỏng có thể được dùng để làm chất làm mát, rẻ hơn 10% so với heli lỏng tiêu chuẩn. Viện Nghiên cứu Kỹ thuật Đường sắt, có trụ sở tại Tokyo, đã sử dụng chất làm mát ít tốn kém hơn này, cải tiến nó và phát hiện ra cách phủ lên các đường dây tải điện.
Cáp thử nghiệm có thể mang điện áp 1.500 vôn và vài trăm ampe theo yêu cầu của đường sắt. Truyền tải điện bằng công nghệ siêu dẫn có ưu điểm là giảm số lượng trạm biến áp cần thiết để duy trì điện áp. Các trạm biến áp được đặt cách nhau 3 km, và chi phí bảo trì hằng năm ước tính là 20 triệu yen (khoảng 173.000 USD) cho mỗi trạm biến áp.
Viện Nghiên cứu Kỹ thuật Đường sắt Nhật Bản cũng đang nghiên cứu phát triển một đường dây tải điện dài hơn 1,5 km. Nếu được thực hiện, lợi ích về chi phí của việc truyền tải điện siêu dẫn sẽ được nâng cao hơn nữa. Theo Viện Kinh tế Năng lượng Nhật Bản, nước này mất 4% lượng điện năng được chuyển giao. Hệ thống đường sắt của Nhật Bản sử dụng khoảng 17 tỉ kilowatt/giờ (kWh) mỗi năm, và 4% trong số đó là khoảng 700 triệu kWh, tương đương với lượng điện của khoảng 160.000 hộ gia đình bình thường yêu cầu. Mất đường truyền là vấn đề nghiêm trọng ở nhiều quốc gia. Các đường dây ở Ấn Độ bị rò rỉ khoảng 17% lượng điện.
Nhật Bản không phải là nước duy nhất trong việc tạo ra tiến bộ trong công nghệ truyền tải điện siêu dẫn. Công ty truyền tải điện quốc doanh của Trung Quốc hồi tháng 11.2021 đã lắp đặt một đường dây siêu dẫn dài 1,2 km ở Thượng Hải. Tại Đức, Bộ Kinh tế và Năng lượng thực hiện dự án đặt một đường dây siêu dẫn dài 12 km ở Munich vào năm 2020.
Video đang HOT
Mỹ - Nhật phối hợp phát triển công nghệ chống tên lửa siêu vượt âm
Hai đồng minh thân thiết đang phối hợp phát triển công nghệ phòng thủ tiên tiến chống lại các mối đe dọa siêu vượt âm.
Tên lửa ý tưởng AGM-183A hoạt động ở tốc độ siêu vượt âm của Mỹ. Ảnh: National Defence
Theo trang Japan Times, Mỹ và Nhật Bản sẽ tập hợp các nhà khoa học và kỹ sư để hợp tác phát triển các công nghệ quốc phòng mới, bao gồm các giải pháp chống lại tên lửa siêu vượt âm (hypersonic).
Ngoại trưởng Mỹ Antony Blinken cho biết thông tin trên ngày 6/1 khi phát biểu tại phiên khai mạc hội nghị "2 cộng 2", có sự tham dự của Bộ trưởng Quốc phòng Lloyd Austin, Ngoại trưởng Nhật Bản Yoshimasa Hayashi và Bộ trưởng Quốc phòng Nhật Bản Nobuo Kishi.
Ngoại trưởng Blinken cho biết: "Khi các nhà nghiên cứu Nhật Bản và Mỹ phát huy hết sức mạnh của họ, chúng tôi có thể đổi mới và cạnh tranh với bất kỳ ai". Ông lưu ý nghiên cứu chung này cũng sẽ bao gồm các năng lực trong không gian.
Trong khi đó, Bộ trưởng Quốc phòng Mỹ Austin cho biết các cuộc thảo luận sẽ bao gồm "phát triển vai trò và sứ mệnh của chúng tôi để phản ánh khả năng ngày càng tăng của Nhật Bản trong việc đóng góp vào hòa bình và ổn định khu vực". Ông Austin cũng cho hay hai bên sẽ "tối ưu hóa vị thế lực lượng liên minh của hai nước để tăng cường khả năng răn đe".
Ngoại trưởng Nhật Bản Hayashi nhấn mạnh: "Cộng đồng quốc tế đang phải đối mặt với những thách thức cơ bản và nhiều mặt, như thay đổi cán cân chiến lược, các nỗ lực đơn phương và xói mòn nhằm thay đổi hiện trạng, lạm dụng áp lực không công bằng... Điều quan trọng hơn bao giờ hết là Nhật Bản và Mỹ đoàn kết, thể hiện vai trò lãnh đạo khi cả hai quốc gia đều chia sẻ lợi ích chiến lược và các giá trị chung".
Hội nghị "2 cộng 2" diễn ra trong bối cảnh những tiến bộ quân sự của Trung Quốc đã khiến phương Tây cảm nhận họ đã mất cảnh giác. Tháng 10 năm ngoái, Trung Quốc được cho là đã thử nghiệm một tên lửa siêu vượt âm có khả năng mang đầu đạn hạt nhân bay vòng quanh địa cầu trước khi tăng tốc tới mục tiêu.
Chủ tịch Hội đồng Tham mưu trưởng liên quân Mỹ, Tướng Mark Milley, người nắm giữ vị trí cấp cao nhất của quân đội Mỹ, đã gọi đây là một "sự kiện rất quan trọng" và "rất gần" với "khoảnh khắc Sputnik" - sự kiện Liên Xô phóng vệ tinh nhân tạo đầu tiên trên thế giới vào năm 1957 trong một kỳ tích gây chấn động thế giới phương Tây.
Vào tháng 12/2021, Nhật Bản cho biết họ sẽ tăng hỗ trợ của nước chủ nhà cho quân đội Mỹ lên 1,05 nghìn tỷ yen (9 tỷ USD) trong vòng 5 năm - nhiều hơn khoảng 130 triệu USD mỗi năm so với mức chi trong 5 năm trước đó. Nhưng Tokyo đã yêu cầu Washington phân bổ nguồn kinh phí tăng thêm cho các cuộc tập trận chung và nỗ lực trực tiếp củng cố liên minh, thay vì sử dụng t.iền cho phí tiện ích và trả lương công nhân địa phương như trước đây.
Đáp lại Ngoại trưởng Blinken đã khẳng định khuôn khổ mới sẽ "đầu tư nhiều nguồn lực hơn để nâng cao khả năng sẵn sàng và tương tác của quân đội hai nước".
Trung Quốc được cho là có bước tiến nhanh chóng trong phát triển vũ khí siêu vượt âm. Ảnh minh họa: Business Insider.
Tên lửa siêu vượt âm được dự báo sẽ đóng một vai trò lớn trong chính sách quốc phòng, đối ngoại của các nước trong những năm tới.
Một tên lửa siêu vượt âm di chuyển với tốc độ Mach 5 trở lên, tức là nhanh gấp 5 lần tốc độ âm thanh (343m/s), tương đương khoảng 1,6km/giây.
Một số tên lửa siêu vượt âm, như tên lửa đạn đạo phóng từ trên không Kh-47M2 Kinzhal sắp ra mắt của Nga, được cho là có khả năng đạt tốc độ Mach 10 (trên 12.200km/h) và phạm vi phóng lên tới trên 1.900km.
Để so sánh, tên lửa hành trình Tomahawk của Mỹ là tên lửa cận âm, chỉ di chuyển với tốc độ 880km/h và khoảng cách hoạt động tối đa khoảng 2.400km.
Trung Quốc được cho là có bước tiến nhanh chóng trong phát triển vũ khí siêu vượt âm. Ảnh minh họa: Business Insider.
Tên lửa siêu vượt âm có hai biến thể, gồm tên lửa hành trình siêu vượt âm (hypersonic cruise missile) và phương tiện lướt siêu vượt âm (hypersonic glide vehicle).
Tên lửa hành trình siêu vượt âm là loại tên lửa tiếp cận mục tiêu với sự hỗ trợ của động cơ phản lực tốc độ cao cho phép nó di chuyển với tốc độ cực lớn, vượt quá Mach-5. Nó là loại tên lửa phi đạn đạo - trái ngược với tên lửa đạn đạo xuyên lục địa (ICBM) truyền thống sử dụng lực hấp dẫn để tiếp cận mục tiêu.
Phương tiện lướt siêu vượt âm là loại tên lửa sử dụng các phương tiện để tái đi vào bầu khí quyển Trái đất. Ban đầu tên lửa được phóng vào không gian theo quỹ đạo hình cung, nơi các đầu đạn được phóng ra và rơi xuống bầu khí quyển với tốc độ siêu vượt âm. Được gắn vào một phương tiện lướt quay trở lại bầu khí quyển và thông qua hình dạng khí động học, đầu đạn có thể "cưỡi" các sóng xung kích tạo ra bởi lực nâng của chính nó khi phá vỡ tốc độ âm thanh để vượt qua những hệ thống phòng thủ tên lửa hiện có.
Tên lửa siêu vượt âm DF-17 của Trung Quốc.
Phương tiện lướt nói trên có thể lướt trên bầu khí quyển ở độ cao từ 40-100km và đến đích bằng cách tận dụng lực khí động học. Tốc độ lớn, khả năng cơ động và đường bay thấp trong khí quyển khiến đầu đạn siêu vượt âm trở thành mục tiêu rất khó phát hiện và đ.ánh chặn so với tên lửa đạn đạo truyền thống, đặt ra thách thức lớn với mọi lưới phòng không hiện đại.
Ngày 6/1 vừa qua, Triều Tiên cũng đã xác nhận thử thành công tên lửa siêu vượt âm, đ.ánh trúng mục tiêu cách 700 km trong vụ thử vũ khí lớn đầu tiên của nước này trong năm 2022. Hãng thông tấn trung ương Triều Tiên (KCNA) cho biết tên lửa được phóng thử ngày 5/1 mang theo "đầu đạn lượn siêu vượt âm có thể đ.ánh chính xác mục tiêu cách xa 700 km".
Đây được xem là vụ thử khí lớn đầu tiên của Triều Tiên trong năm 2022 và là lần thứ hai Bình Nhưỡng thử tên lửa siêu vượt âm, sau lần đầu tiên được tiến hành tháng 9 năm ngoái.
Mỹ muốn lập chuỗi cung ứng công nghệ "không Trung Quốc" Mỹ được cho sắp có động thái nhằm gia tăng nỗ lực xây dựng chuỗi cung ứng công nghệ ít phụ thuộc hơn vào Trung Quốc, bằng cách phối hợp với các đối tác trong khu vực. Mỹ muốn giảm phụ thuộc vào Trung Quốc trong các chuỗi cung ứng sản phẩm công nghệ quan trọng. Ảnh: Tổng thống Mỹ Joe Biden (Ảnh:...
