Kỹ sư tương lai chế tạo “đĩa bay” máy cắt cỏ

Chỉ mất thao tác giữ thăng bằng, điều tiết tốc độ khi vận hành, chiếc máy cắt cỏ nhẹ nhàng nhấc khỏi mặt đất và lướt qua các địa hình như đĩa bay.

Máy đưa đến đâu cỏ được cắt phẳng đến đó bằng lưỡi cắt thiết kế từ những sợi dây dẻo hoạt động theo nguyên lý dây văng, thay vì dùng lưỡi cưa kim loại, bảo đảm an toàn, giảm chi phí. Đó chính là sản phẩm sáng tạo của nhóm sinh viên năm thứ 4 Khoa Quốc tế, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên đang được đưa vào ứng dụng vận hành thí điểm tại khuôn viên Nhà trường.

Ấn tượng đầu tiên gây chú ý với chúng tôi khi đến khuôn viên Trung tâm sáng tạo sản phẩm của Khoa Quốc tế là hình ảnh ba thanh niên miệt mài cắt cỏ như những công nhân vệ sinh môi trường. Chốc chốc cả nhóm lại dừng máy điều chỉnh và bàn luận sôi nổi lẫn trong tiếng động cơ. Chị Phan Thị Bích Thảo, Bí thư Đoàn Thanh niên Chi đoàn khoa Quốc tế, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên (ĐHKTCN) trong vai trò là hướng dẫn sinh viên thực hành đề tài nghiên cứu khoa học, giới thiệu: Hầu hết mọi hoạt động tại khuôn viên Trường cũng như khu vực Trung tâm đều là công việc thực hành, nghiên cứu và ứng dụng của giảng viên và sinh viên. Từ năm 2010 đến nay, Trường quy định 100% đề tài nghiên cứu khoa học của Trường đều phải gắn với ứng dụng thực tế, vì vậy sau giờ học trên giảng đường, các khu xưởng thực hành lúc nào cũng thu hút đông đảo hoạt động thí nghiệm, thực hành của thầy và trò.

Vũ Anh Ngọc, sinh viên khóa 45 AP, Khoa Quốc tế- Chương trình đào tạo tiên tiến Trường ĐHKTCN (Trưởng nhóm) cùng các thành viên Nguyễn Đình Đạt, Lê Thế Hiển tiếp chuyện chúng tôi bên chiếc máy cắt cỏ-sản phẩm từ đề tài nghiên cứu khoa học của nhóm với tên gọi “Máy cắt cỏ sử dụng đệm khí” chia sẻ: “Sản phẩm chúng em làm ra không phải để dự thi hay triển lãm, mà chỉ xuất phát từ nhu cầu thực tế cuộc sống. Đúng như lời chia sẻ khiêm tốn, giản dị của nhóm sinh viên, thoạt nhìn chiếc máy chỉ như những dụng cụ nông nghiệp làm vườn thông thường, nhưng khi vận hành mới thấy chiếc máy như đĩa bay, nhẹ nhàng lướt trên mặt đất, xén phẳng từng vạt cỏ trong chốc lát. Vũ Anh Ngọc cho biết: “Cả nhóm chúng em đều là người Thái Nguyên, xuất thân từ gia đình làm nông nghiệp, nên lúc nào cũng nghĩ đến việc cải tiến công cụ lao động, đưa cơ gới vào thay sức người… Một buổi chiều cuối tháng 7-2014, khi cả nhóm tình cờ thấy các cô, làm vệ sinh cắt cỏ trong vườn hoa bằng liềm rất vất vả. Hình ảnh ấy khiến chúng em chợt nhớ đến những ngày nắng gắt, ông bà, cha mẹ leo đồi cắt guột về nấu cơm, cắt cỏ cho trâu, bò…mà thấy mủi lòng thương. Lân la đến hỏi thăm và phát hiện ra chiếc máy cắt cỏ không thể thao tác trên địa hình phức tạp, lưỡi dao cắt chỉ hoạt động trên mặt phẳng, nếu nền đất mấp mô, hoặc có đá thì lưỡi dao sẽ bị vướng, nếu dao va phải vật cứng bị vỡ, mảnh văng bắn người, máy hỏng…”. Nguyễn Đình Đạt và Lê Thế Hiển thì cho biết thêm: “Khi rảnh dỗi, các bạn trẻ thường hay chơi với chiếc chong chóng bay, vo vào hai tay tạo đà rồi hất lên trời bay rất đẹp…

Từ ý tưởng này, chúng em nghĩ ngay đến việc phải đưa cánh quạt chong chóng ấy và chiếc máy cắt cỏ, để công cụ này sẽ lướt nhẹ nhàng hơn trên mặt đất và bám theo độ dốc của địa hình”. Và buổi chiều ấy đã bắt đầu cho một ý tưởng cải tiến kỹ thuật của các kỹ sư tương lai. Cả nhóm bắt đầu tìm đọc tài liệu từ các nguồn tư liệu của chương trình tiên tiến, đặc biệt các nguyên lý ứng dụng thuật Toán và Vật lý, trong đó có áp dụng nguyên lý của khí động học và sử dụng các công thức theo nguyên lý Bernoulli (nguyên lý Bernoulli thỏa mãn cho trường hợp cho dòng chảy nén được như với khí). Vừa viết đề tài, tính toán dựa trên số đo kỹ thuật và các phương trình toán học, vừa lo tìm vật liệu bảo đảm bền, rẻ và nhẹ…và quan trọng là phaỉ “bay” được. Ngọc nhớ lại: Cả nhóm mất hàng tháng trời lang thang đến tất cả các “đại lý” thu gom phế liệu, thậm chí đến cả bãi rác thải… tìm vật liệu phù hợp. Đã có lúc cả nhóm tính đúc vật liệu làm mâm vừa để đỡ động cơ bên trên, vừa úp tạo khí phản lực xuống đất…Nhưng khi nghĩ đến tính phổ biến, cả nhóm lại kiên trì đi tìm kiếm. Cuối cùng vật liệu được sử dụng là chiếc mâm nhựa pha cao su, quét sơn và bọc vải bên trên chịu lực đỡ máy. Dao cắt được thiết kế bằng dây nhựa dẻo dai vận hành theo hình thức dây văng, thay vì dùng lưỡi cưa kim loại, sẽ giảm tự trọng và hạn chế mất an toàn, hơn nữa dễ thay thế khi cần thiết. Cánh quạt được làm từ nhôm cứng, cắt uốn đúng các chỉ số tạo gió và luồng khí hút khi vận hành, đủ để nhấc tổ hợp quạt, dao cắt và máy phát, hệ thống điều tốc…tất cả được thiết kế thu gọn trên chiếc càng Inox nhỏ, với khối lượng chỉ 7kg. Sau 6 tháng, đúng dịp đón năm mới 2015, Máy cắt  cỏ dạng đệm khí chính thức “bay” trên các bãi cỏ trong khuôn viên Nhà trường  và được các nhà khoa học đánh giá cao. Đặc biệt, tại Khoa Quốc tế của Trường, sản phẩm đã thu hút được các thực tập sinh đến từ các nước Ấn Độ, Đức quan tâm, tham gia hoàn thiện cũng như thu thập tài liệu nghiên cứu.

Máy cắt cỏ dạng đệm khí hoạt động dựa trên nguyên lý của việc tạo lực nâng bởi sự chênh lệch áp suất bên trong và bên ngoài của vỏ máy.Các bộ phận chính của máy bao gồm một động cơ hai thì và cánh quạt tạo áp suất. Mặc dù khá dơn giản và dựa trên sự cải tiến các thiết bị đã có, song bức đầu đã cho thấy những ưu điểm nổi trội như, mức đội tiêu hao nhiên liệu 1,4 lít/giờ,giảm gần 1/5 so với sản phẩm dùng dao cắt kim loại; không phải đeo máy lên người khi vận hành; dễ thay dao cắt bằng dây nhựa; chuyển động lựa theo được các địa hình phức tạp và điều chỉnh được tốc độ, độ cao theo ý muốn; hiệu suất làm việc đạt 800m2/1 giờ. Tham gia 2 đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường, được nhận bằng khen sinh viên điển hình tiên tiến năm học 2012-2013. Mặc dù chưa nhận bằng tốt nghiệp, nhưng cả ba kỹ sư tương lai đã và đang có những dự định về công việc khá chắc chắn: Nguyễn Đình Đạt và Lê Thế Hiển đã chính thức được Công ty liên doanh Canon Việt Nam mời làm việc sau vòng sơ tuyển về tiếng Anh và xét hồ sơ học bạ, còn Vũ Anh Ngọc dự định tiếp tục con đường nghiên cứu khoa học. Lê Thế Hiển và Vũ Danh Ngọc đã được Đoàn Thanh niên Trường giới thiệu tổ chức Đảng học cảm tình đối tượng kết nạp Đảng. Về thành tích học tập và rèn luyện, cả ba sinh viên đều có những kết quả rất đáng ngưỡng mộ: Vũ Anh Ngọc từng là sinh viên đại diện cho Trường tham gia cuộc thi sáng tạoViệt trên VTV3  do Đài Truyền hình Việt Nam tổ chức năm 2013 với chủ đề: "Giải pháp cứu hộ cho nhà cao tầng"; Nguyễn Đình Đạt lại là sinh viên tiêu biểu từng tham gia 2 đề tài khoa học cấp trường, là sinh viên tiêu biểu đại diện cho Trường tham gia cuộc thi “Xe sinh thái” do hãng Honda Việt Nam tổ chức năm 2014; Còn Lê Thế Hiển được biết đến là người cán bộ Đoàn nhiệt tình, say mê nghiên cứu ứng dụng khoa học trong lao động, sản xuất và là một trong những Đoàn viên tiêu biểu năm 2014 của Trường.