Kể từ khi chiếc máy bay đầu tiên của anh em nhà Wright cất cánh ngày 17/12/1903, con người vẫn không ngừng mơ ước tạo ra những loại máy bay có vận tốc nhanh hơn. Trong suốt 40 năm qua, kỷ lục về tốc độ của SR-71 “Blacbird”, một loại máy bay do thám của Mỹ, là một thách thức lớn về tốc độ cần phải vượt qua đối với các nhà khoa học. Với một mô-tơ khí, SR-71 có tốc độ tối đa Mach 3,2 (3.500km/h), gấp 3 lần tốc độ âm thanh. Thế nhưng vào ngày 27/3/2004, kỷ lục này đã bị phá vỡ bởi X-43A, một máy bay siêu âm nguyên bản không người lái của NASA. Cũng với một mô-tơ khí, X-43A đã đạt vận tốc Mach 7 (7.700km/h). Thành tích này có lẽ sẽ mở ra một cuộc cách mạng sâu sắc trong ngành vận tải hàng không và không gian.
X-43A là một loại máy bay nhỏ (dài 3,65m, bề ngang 1,5m), nặng 1,2 tấn, hình dáng mảnh. Nó là thành quả của 20 năm nghiên cứu công nghệ được gọi là “Scramjet” (Supersonic Combustible Ramjet – Động cơ phản lực đốt cháy siêu âm), hoạt động dựa trên lực đẩy của một động cơ phản lực dòng thẳng, đốt cháy siêu âm, nguyên tắc đơn giản hơn tua bin phản lực ở máy bay thông thường. Động cơ của X-43A giống như một cái ống mà không khí đi qua đó với tốc độ siêu âm. Khi không khí đi vào ống, nó sẽ được trộn với chất đốt (ở đây là hydro) và được đốt cháy. Chỉ có duy nhất động cơ phản lực thẳng này là có khả năng tự lấy ôxy cần thiết (để tạo lực đẩy) trong không khí mà nó đi qua với tốc độ cao, ngược lại với những tên lửa hoặc tàu con thoi phải mang theo lượng ôxy dự trữ lớn để tạo sự đốt cháy trong một hỗn hợp với hydro. Sở dĩ máy bay bay với tốc độ cao vì khí thải phía sau máy bay có tốc độ nhanh hơn không khí đến từ phía trước, như vậy theo định luật chuyển động thứ 3 của Newton (mỗi tác động đều có một tác động tương đương và đối lập với nó) thì động cơ và máy bay sẽ được đẩy về phía trước.
Trở lại với thử nghiệm, để bay được trước hết phải đặt X-43A trên cánh phải của máy bay ném bom B-52 của không quân Mỹ. Sau đó nó được B-52 đưa lên độ cao 13000m. Rồi nó bứt ra khỏi B-52 nhờ một tên lửa đẩy đưa nó lên độ cao 30000m và ở vận tốc Mach 7 nó tách khỏi tên lửa để hoạt động một cách độc lập với tốc độ Mach 7. X-43A đã thực hiện được một loạt các thao tác khí động lực học và bay theo lập trình trong vòng 6 phút trước khi rơi xuống Thái Bình Dương. Về lý thuyết, X-43A có thể bay với vận tốc hơn 10.000km/h, nhưng các chuyên gia phụ trách chương trình thử nghiệm của NASA chưa muốn mạo hiểm thử ở tốc độ này.
NASA đã từng thất bại trong lần thử nghiệm tương tự năm 2001. Khi đó tên lửa Pegasus chuyên đẩy vệ tinh do Boeing chế tạo được phóng đi từ máy bay B-52 ở độ cao 7300m ngoài khởi bờ biển California mang theo X-43. Theo dự kiến, nó sẽ phải đưa X-43 lên độ cao 29.000m với tốc độ gấp 3 lần tốc độ âm thanh trước khi tách khỏi X-43 để máy bay này tự bay với tốc độ Mach 7. Nhưng chỉ một vài giây sau khi rời B-52, tên lửa đã bị chệch hướng không thể kiểm soát được và các chuyên gia đã phải phá huỷ nó cùng với nguyên bản X-43. Rút kinh nghiệm từ thất bại này, lần này NASA quyết định đưa B-52 lên độ cao 12.200m (so với 7.300m của lần thử trước) để giảm lực ma sát với không khí lên tên lửa. Phiên bản được thử nghiệm lần này là một trong hai máy bay còn lại của NASA trong khuôn khổ chương trình HYPER-X trị giá 250 triệu USD nhằm chứng tỏ khả năng bay siêu âm.
Sau thành công này, NASA sẽ tiến hành hàng loạt các thử nghiệm tiếp theo mà trước hết là vào tháng 7 tới, X-43A sẽ bay với tốc độ Mach 10. Sau đó lần lượt là X-43B, X-43C sẽ ra đời với những thử nghiệm khác nhau.
Dự án X-43 chỉ là bước khởi đầu khiêm tốn và có thể dẫn tới những tham vọng lớn hơn. Trong tầm dài hạn, Sramjet sẽ mở ra khả năng tiến vào không gian với chi phí rẻ hơn. Bởi vì, khác với những tên lửa đẩy được sử dụng hiện nay, động cơ phản lực đốt cháy siêu âm không phải mang ôxy (hay một chất ôxy hoá nào đó) kèm theo để đốt cháy nhiên liệu. Như vậy thay vì phải mang các bình ôxy dự trữ, X-43 (sự kết hợp giữa máy bay và tàu vũ trụ) sẽ cho phép chở thêm được nhiều thứ khác bay vào quỹ đạo và giảm được giá phóng. Trong tương lai nếu được áp dụng vào máy bay thương mại, có thể công nghệ Sramjet cũng sẽ giúp giảm đáng kể thời gian của những chuyến bay bằng các máy bay thương mại.
Nguồn: Le Monde, Yahoo Actualité, NASA.gov, 3/2004
