Những năm 1967-1968, không quân Mỹ tăng cường đánh phá ác liệt các trọng điểm trên đường Trường Sơn, đặc biệt ở đoạn qua “tam giác lửa” Vinh – Nam Đàn – Linh Cảm, thuộc địa phận hai tỉnh Nghệ An và Hà Tĩnh. Lúc bấy giờ, quân đội ta vẫn vận chuyển xăng dầu cho chiến trường miền Nam bằng ô tô, xe đạp, xe téc… Xăng dầu được ví như “thức ăn” của phương tiện cơ giới và binh khí kỹ thuật, nên luôn là mục tiêu đánh phá hàng đầu của đối phương. Việc đảm bảo nhu cầu nhiên liệu cho tuyến vận tải chiến lược 559 vô cùng khó khăn, có ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động chiến đấu.
Trước tình hình đó, Bộ trưởng Quốc phòng Võ Nguyên Giáp và Chủ nhiệm Tổng cục Hậu cần kiêm Bộ trưởng Cơ khí và luyện kim Đinh Đức Thiện đã đề nghị Liên Xô viện trợ cho Việt Nam 200km đường ống dã chiến phi 100 cùng 20 máy bơm loại ПHY-35/70. Tháng 8-1968, tuyến đường ống dẫn xăng dầu đầu tiên dài 42km nối từ xã Nam Thanh, huyện Nam Đàn, Nghệ An tới xã Nga Lộc, huyện Can Lộc, Hà Tĩnh được hoàn thành. Tháng 12-1968, đường ống dẫn xăng dầu đã vượt cửa khẩu Mụ Giạ (Quảng Bình) trên đường 12 sang đến kho Na Tông, rồi tháng 3-1969 thì vào đến kho Ka Vát, thuộc tỉnh Khăm Muộn của nước bạn Lào.
Tuy nhiên, nhu cầu thực tế của chiến trường còn cần nhiều hơn thế, đòi hỏi bộ đội ta phải lắp đặt được hệ thống đường ống dài khoảng 5000km với 300 trạm bơm trên tuyến đường Trường Sơn. Do đó, ông Đinh Đức Thiện chủ động tham mưu với Đảng và Nhà nước nhằm huy động sức mạnh tổng hợp của các ngành, giúp quân đội sản xuất đường ống dã chiến, gioăng và một số loại thiết bị khác phục vụ việc vận chuyển xăng dầu. Đặc biệt, ông đặt mục tiêu chiến lược là thực hiện thành công đề tài “Nghiên cứu thiết kế và chế tạo bơm xăng di động” trong thời gian sớm nhất.
Ban đầu, đề tài này được giao cho cán bộ kỹ thuật của Công ty Gang thép Thái Nguyên. Sau đó, ông Nguyễn Văn Sên – một công nhân bậc 7 của nhà máy Cơ khí Quảng Ninh cũng được mời tham gia. Song, hoạt động nghiên cứu thiết kế của nhóm thực hiện đề tài không đạt kết quả khả quan. Lúc bấy giờ, trường ĐH Bách khoa Hà Nội là cơ sở đào tạo đứng đầu cả nước về các ngành kỹ thuật, nên ông Đinh Đức Thiện đích thân đến gặp Hiệu trưởng Phạm Đồng Điện và giao nhiệm vụ này cho trường. Sau khi cân nhắc kỹ lưỡng, ông Điện quyết định cử giảng viên Đinh Ngọc Ái, từng tốt nghiệp kỹ sư chuyên ngành máy thủy lực tại trường ĐH Bách khoa Kharkov (Liên Xô) làm chủ nhiệm đề tài.
Chuyên gia Liên Xô khẳng định phải 35 năm nữa Việt Nam mới đủ trình độ thiết kế và chế tạo bơm xăng di động. Vả lại, sau khi tốt nghiệp đại học năm 1963, KS Đinh Ngọc Ái về nước công tác tại bộ môn Nguyên lý và chi tiết máy, ít có cơ hội vận dụng kiến thức chuyên ngành. Vì thế, như ông chia sẻ: Đây là nhiệm vụ cấp bách nhưng vô cùng khó khăn, khiến tôi cảm thấy áp lực đè nặng lên vai mình. Nếu thất bại, tôi không biết mình sẽ đối diện như thế nào với Bộ trưởng Đinh Đức Thiện – một người được mệnh danh là “hét ra lửa!”[1]. Bởi lo lắng như vậy và thiếu niềm tin vào bản thân, KS Đinh Ngọc Ái từ chối đề tài mà trường giao cho. Song, Bộ trưởng Đinh Đức Thiện nói như ra lệnh mà đến nay PGS Đinh Ngọc Ái còn nhớ từng chữ: Anh được Nhà nước cử đi học, đất nước cần thì anh phải làm!. Chính sự cứng rắn đó của Bộ trưởng đã khiến ông phải nhận và quyết tâm thực hiện đề tài đặc biệt này.
Tháng 6-1969, trường ĐH Bách khoa Hà Nội ký hợp đồng số 02/BK-69 với Cục Xăng dầu (Tổng cục Hậu cần) về việc thực hiện đề tài “Nghiên cứu thiết kế và chế tạo bơm xăng di động”. Cùng với chủ nhiệm đề tài là KS Đinh Ngọc Ái, nhóm nghiên cứu còn có một số giảng viên của trường ĐH Bách khoa, cán bộ kỹ thuật của Công ty Gang thép Thái Nguyên và nhà máy Q165 thuộc Cục Xăng dầu. Tất cả cùng khẩn trương triển khai các công việc, phân nhóm nghiên cứu, phấn đấu đạt được kết quả trong thời gian 3 tháng. Nhiệm vụ chính của KS Ái là thiết kế bản vẽ kỹ thuật dựa trên mô hình bơm xăng của Liên Xô, có sự cải tiến cho phù hợp với điều kiện địa hình của tuyến đường Trường Sơn.
Kỹ sư Đinh Ngọc Ái có hai ưu thế khi thực hiện đề tài này: thứ nhất, ông có kiến thức cơ sở của chuyên ngành máy thủy lực và đã từng làm đồ án tốt nghiệp đại học về thiết kế máy bơm xăng, nên không phải tốn nhiều thời gian cho khâu nghiên cứu cơ sở lý thuyết; thứ hai, ông được trường Bách khoa tạo điều kiện về nhân lực, trang thiết bị phục vụ hoạt động nghiên cứu thiết kế tại phòng thí nghiệm ở nhà C6. Trước khi bắt tay vào thiết kế, ông nghiên cứu tài liệu về địa hình trên tuyến đường Trường Sơn do Cục Xăng dầu cung cấp. Sau đó, ông và các cộng sự tháo toàn bộ các chi tiết của máy bơm mẫu do Liên Xô sản xuất để quan sát cấu tạo và phân tích nguyên lý hoạt động của nó. Qua đó, ông tham khảo được về bộ phận vỏ máy, kích thước bên ngoài, kết cấu của bơm ПHY-35/70 và cách thức đặt bơm trên rơmoóc.
Tuy nhiên, bơm xăng di động là một thiết bị phức tạp với hàng trăm chi tiết đòi hỏi độ chính xác cao, nên không dễ gì nhóm công trình đạt được. Điểm khó nhất trong quá trình thiết kế bản vẽ là tính toán dung sai và lắp ráp các chi tiết. Kể lại chuyện ấy, PGS Đinh Ngọc Ái cho biết: Chúng ta không bao giờ có thể thiết kế giống 100% với mô hình mẫu của Liên Xô, bởi mỗi chi tiết máy khi chế tạo ra đều có một dung sai nhất định. Tôi phải tính toán làm sao để dung sai của mỗi chi tiết ở trong mức độ cho phép và phù hợp với điều kiện gia công cơ khí ở Việt Nam. Ông còn phải nghiên cứu cải tiến một số bộ phận như bánh công tác, cánh dẫn… Không lùi bước trước khó khăn và thách thức, ông tranh thủ cả thời gian ban đêm để thực hiện bản vẽ, sau đó giao cho cán bộ trong nhóm vẽ lại rồi cùng tính toán các số liệu. Ông chia sẻ về nỗi vất vả trong mấy tháng làm việc rất căng thẳng ấy: Những buổi trưa đạp xe về nhà ăn vội bát cơm, việc ăn ngủ và làm việc tới 2-3 giờ sáng tại phòng thí nghiệm trở nên quen thuộc với tôi.
Sau quá trình nghiên cứu thiết kế, ông và các cộng sự đã giải quyết được bài toán khoa học kỹ thuật về 4 vấn đề sau đây:
1- Xác định chính xác biên dạng cánh dẫn và các bộ phận dẫn dòng để bơm đạt hiệu suất cao, phù hợp với điều kiện địa hình của tuyến đường Trường Sơn;
2- Tính toán cân bằng động, xác định chỉ tiêu mất cân bằng hợp lý của các chi tiết rotor và nghiệm bền với số vòng quay làm việc của rotor: n ≥ 5200 vòng/phút;
3- Lựa chọn vật liệu và xử lý vật liệu để đảm bảo độ bền, chống ăn mòn và chống phát sinh tia lửa, cũng như xác định các loại vật liệu lót kín phù hợp để chống rò rỉ và phát hỏa;
4- Lập và giải các chuỗi kích thước để xác định hợp lý dung sai tối ưu chế tạo các chi tiết phù hợp với điều kiện công nghệ ở Việt Nam, và đảm bảo tính lắp lẫn để khi cần thiết thì có thể thay thế nhanh chóng rotor trong quá trình vận hành.
Sau khi hoàn thành bản vẽ, nhóm nghiên cứu chuyển cho phòng kỹ thuật của nhà máy Cơ khí Hà Nội để chế tạo. Lúc bấy giờ, nhà máy này chưa có lò luyện nhiệt độ cao, lại chỉ chuyên sâu về sản xuất các loại máy công cụ. Do đó, việc chế tạo, lắp ráp hàng trăm chi tiết nhỏ của máy bơm xăng di động gặp không ít khó khăn. Vì vậy, nhóm nghiên cứu đề nghị và được Nhà nước trang bị thêm một lò luyện 50kg chạy bằng điện để luyện hợp kim vonfram niken. Kỹ sư Đinh Ngọc Ái thường xuyên “nằm vùng” ở nhà máy, trực tiếp theo dõi quá trình chế tạo và kịp thời giải quyết những vấn đề nảy sinh. Hồi đó còn là thời bao cấp, cuộc sống khó khăn, thiếu thốn nhiều thứ. Trong điều kiện phải chạy đua với thời gian và dồn sức lực cho công trình nghiên cứu và chế tạo máy bơm xăng di động, nhóm thực hiện đề tài được ưu ái nhất định về vật chất, như ông kể lại: Tôi và các cộng sự được Nhà nước hỗ trợ đường, sữa và thuốc lá trong quá trình thực hiện đề tài. Tôi thường dành dụm đường, sữa để mang về cho con.
Cuối cùng, chiếc máy bơm xăng di động đầu tiên đã được chế tạo theo đúng kế hoạch. Tuy nhiên, khi nhóm nghiên cứu đưa máy đi thử nghiệm tại trạm bơm dã chiến ở Hà Đông thì có hiện tượng sương mù do xăng bị rò rỉ. Kỹ sư Đinh Ngọc Ái tìm hiểu và phát hiện ra nguyên nhân là bởi trục bơm không đạt yêu cầu nhiệt luyện theo bản vẽ kỹ thuật. Song, cán bộ kỹ thuật của nhà máy Cơ khí Hà Nội không đồng tình với ý kiến của ông. Vì thế, ông phải mang trục bơm đến một trung tâm đo lường ở Nghĩa Đô (nay thuộc quận Cầu Giấy, Hà Nội) để kiểm tra độ cứng Rockwell bằng mũi khoan kim cương. Kết quả kiểm tra cho thấy trục bơm không đạt yêu cầu nhiệt luyện, nên nhà máy Cơ khí Hà Nội phải chế tạo lại bộ phận này.
Bộ phận rotor và bản vẽ kỹ thuật của bơm xăng di động Trường Sơn
(Nguồn: http://dantri.com.vn/giao-duc-khuyen-hoc/nhung-thanh-tuu-70-nam-phat-trien-cua-nen-giao-duc-viet-nam-20150829105415272.htm)
Sau đó, nhóm nghiên cứu tiếp tục đưa máy bơm xăng di động đi thử nghiệm khoảng 2 tuần. Khi ấy, thiết bị này vẫn gặp một số trục trặc, cần tiếp tục điều chỉnh trong quá trình vận hành. Tất cả các thành viên trong nhóm đều phối hợp làm việc với tinh thần khẩn trương và tập trung, do đó KS Đinh Ngọc Ái vô cùng tiếc vì không thể tới dự lễ truy điệu Chủ tịch Hồ Chí Minh tại Quảng trường Ba Đình ngày 9-9-1969. Nhưng kết quả của đề tài thì vô cùng tốt đẹp, như lời ông kể lại: Cũng trong tháng 9-1969, hoạt động nghiên cứu thiết kế và chế tạo bơm xăng di động đã thành công, ai nấy đều vỡ òa sung sướng và thở phào nhẹ nhõm. Trong buổi thử nghiệm cuối cùng, các thành viên trong nhóm nghiên cứu cùng đại diện Cục Xăng dầu (đại tá Hòe) và một số cán bộ kỹ thuật nhà máy Cơ khí Hà Nội đều có mặt. Cả đoàn tổ chức ăn mừng chiến thắng quan trọng này.
Quá trình thử nghiệm máy bơm xăng di động còn giúp KS Đinh Ngọc Ái xác định chính xác đường đặc tính[2] của bơm xăng di động. Dựa vào đường đặc tính, bộ đội mới có thể chọn cách đặt đường ống nối tiếp hoặc song song; đồng thời, căn cứ vào đặc điểm địa hình để lắp đặt trạm bơm ở các vị trí hợp lý. Tất cả những số liệu cần thiết đều được ông thể hiện trên bản vẽ kỹ thuật. Sau đó, một buổi bàn giao bản vẽ kỹ thuật và bơm xăng di động mẫu được tổ chức long trọng tại trường ĐH Bách khoa Hà Nội. Hôm ấy, ông Trần Xanh – Trưởng phòng Kỹ thuật của Cục Xăng dầu cũng như đại diện nhà máy Cơ khí Hà Nội và Ban giám hiệu trường ĐH Bách khoa đều đánh giá cao kết quả nghiên cứu của đề tài.
Trên cơ sở thành công đó, nhà máy Z1 thuộc Tổng cục Hậu cần phối hợp với nhà máy Cơ khí Hà Nội, nhà máy Chế tạo bơm và nhà máy Cơ khí Trần Hưng Đạo chế tạo hàng loạt bơm xăng di động để lắp đặt dọc tuyến đường ống Trường Sơn. Đây là một sản phẩm công nghiệp hiện đại, đảm bảo các tính năng kỹ thuật cao, như: áp suất làm việc từ 15-32 at (cột áp H từ 150-320 mét), lưu lượng làm việc đạt 35-70m3/giờ, số vòng quay đạt 5200 vòng/phút, hiệu suất đạt 50-60%[3]. Bơm xăng di động cùng hệ thống đường ống và các kho xăng dầu đã kịp thời phục vụ bộ đội Trường Sơn chiến đấu và giành thắng lợi trong chiến dịch Đường 9 – Nam Lào (1971) nói riêng và sự nghiệp chống Mỹ cứu nước nói chung.
Kết quả thực hiện đề tài “Nghiên cứu thiết kế và chế tạo bơm xăng di động” còn tạo điều kiện thuận lợi cho KS Đinh Ngọc Ái năm 1971 được cử đi nghiên cứu sinh tại trường ĐH Tổng hợp kỹ thuật giao thông đường sắt Moskva (Liên Xô), chuyên sâu về lĩnh vực máy thủy lực. Sau khi bảo vệ thành công luận án (1975), ông về nước và tiếp tục công tác tại khoa Động lực, trường ĐH Bách khoa Hà Nội. Lúc bấy giờ, trường thành lập bộ môn Máy và tự động thủy khí, PTS Đinh Ngọc Ái được cử đảm nhiệm chức vụ Tổ phó. Nhìn nhận về tác động của đề tài nói trên đối với cá nhân mình, ông tâm sự: Đề tài nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy bơm xăng di động đã tạo ra lối rẽ trong sự nghiệp giảng dạy và nghiên cứu khoa học của tôi. Nó không chỉ tạo cho tôi cơ hội được đào tạo chuyên sâu, mà còn được vận dụng, phát huy các kiến thức đã học về máy thủy lực.
Theo PGS Đinh Ngọc Ái, đề tài “Nghiên cứu thiết kế và chế tạo bơm xăng di động” là công trình tâm huyết nhất trong sự nghiệp làm khoa học của ông. Bởi vậy, ông cảm thấy “thiệt thòi” vì không thể tham gia vào quá trình chế tạo và lắp đặt hàng loạt bơm xăng trên tuyến đường Trường Sơn, cũng như không có điều kiện theo dõi sát sao việc ứng dụng thiết bị này vào thực tiễn. Năm 1985, ông đến Viện Kỹ thuật (Cục Xăng dầu) và đề xuất mong muốn tìm lại mô hình bơm xăng di động để lưu giữ làm kỷ niệm, đồng thời muốn nhận được ý kiến đánh giá về tính ứng dụng của nó.
Theo nguyện vọng của PGS Đinh Ngọc Ái, ngày 20-4-1985, Viện trưởng Viện Kỹ thuật Đào Quang Nghiêm giao cho ông bộ phận rotor của bơm để đưa về trưng bày tại phòng Truyền thống của trường[4], kèm theo là “Bản đánh giá giá trị sử dụng của trạm bơm di động Trường Sơn (TS-35/70)”. Văn bản này chỉ gồm một trang, kích thước 20,5cm x 27cm, đánh máy chữ dùng giấy than xanh, có đóng dấu đỏ của Viện Kỹ thuật, trong đó khẳng định: Trạm bơm này không thua kém trạm bơm ПHY-35/70 của Liên Xô về tính năng, tác dụng, tuổi thọ. Đến nay, nó vẫn được sử dụng trên các tuyến đường ống của ngành xăng dầu.
Bản đánh giá giá trị sử dụng của trạm bơm di động Trường Sơn
Đối với PGS Đinh Ngọc Ái, văn bản này là chứng tích quan trọng về một đề tài khoa học thực hiện nhiệm vụ quốc phòng trong thời kỳ kháng chiến chống Mỹ cứu nước, nên được ông trân trọng như một kỷ vật đặc biệt. Sau hơn 30 năm, nay giấy đã bị ố, chữ mờ, quăn và rách mép, bị rách ở lề và hai góc bên phải. Với mong muốn có thể lưu giữ lâu dài, ngày 24-5-2016, ông quyết định trao tặng văn bản này cho Trung tâm Di sản các nhà khoa học Việt Nam. Tuy vậy, ông vẫn dặn dò nghiên cứu viên: Em đừng quên scan cho tôi một bản tài liệu này, nó quý lắm!.
Theo PGS Đinh Ngọc Ái nhận xét, sự thành công của đề tài “Nghiên cứu thiết kế và chế tạo bơm xăng di động” là một thắng lợi lớn của Việt Nam trên lĩnh vực khoa học kỹ thuật. Bởi nếu chiếu theo dự đoán của chuyên gia Liên Xô hồi ấy, điều đó chứng tỏ chúng ta có thể đi trước được tới 35 năm. Chính vì thế, ông cảm thấy rất tự hào mỗi khi nhắc đến đề tài này, đến sản phẩm bơm xăng di động mà ông đã góp phần quan trọng trong việc nghiên cứu thiết kế và chế tạo từ năm 1969.
Nguyễn Thị Hợp
________________________
* PGS.TSKH Đinh Ngọc Ái, chuyên ngành Cơ khí động lực, nguyên Chủ nhiệm khoa Cơ khí năng lượng và dệt, trường ĐH Bách khoa Hà Nội.
[1] Ghi âm phỏng vấn PGS Đinh Ngọc Ái ngày 8-7-2016, tài liệu lưu trữ tại Trung tâm Di sản các nhà khoa học Việt Nam. Trong bài, các trích dẫn lời PGS Đinh Ngọc Ái đều lấy từ nguồn tài liệu này.
[2] Đường đặc tính là đồ thị mô tả mối quan hệ phụ thuộc giữa các thông số cột nước (H), lưu lượng (Q), công suất (N), hiệu suất (ŋ), điểm làm việc hiệu quả (BEP) với vòng quay (n) không đổi của rotor.
[3] PGS.TSKH Đinh Ngọc Ái, “Đơn đề nghị xét khen thưởng công trình Nghiên cứu thiết kế, chế tạo trạm bơm xăng lưu động", ngày 22-3-2000, tài liệu lưu trữ tại Trung tâm Di sản các nhà khoa học Việt Nam.
[4] Sau khi phòng Truyền thống giải thể, bộ môn Máy và Tự động thủy khí đưa thiết bị này về bộ môn để trưng bày và phục vụ công tác giảng dạy.