Đồng nghĩa với chính sự tiến bộ: Lễ kỷ niệm những phát minh thay đổi thế giới của GE

Một vật cố định của thế giới tài chính New York vào cuối những năm 1800, mã của Edison cho phép nhiều máy nhận và in cùng một báo giá cổ phiếu cùng một lúc. Mặc dù nó phần lớn đã lỗi thời vào đầu những năm 1900, nhưng nó là chất xúc tác cho một số bước nhảy vọt công nghệ lớn nhất của thế kỷ 20. Mã cổ phiếu là phát minh có lợi nhuận đầu tiên của Edison, và ông đã sử dụng số tiền thu được để xây dựng khu phức hợp phòng thí nghiệm của mình ở Menlo Park, New Jersey và tài trợ cho nghiên cứu chiếu sáng của mình. Khi ông có một bóng đèn hoạt động, ông cần một lưới điện để chiếu sáng nó và một công ty sản xuất thiết bị cho các nhà máy điện, cuối cùng dẫn đến việc thành lập GE vào năm 1892.

Vài năm sau, GE đã tập hợp những gì được gọi là một nhà máy phát minh – tập hợp các nhà khoa học và kỹ sư từ các ngành khác nhau để, như Edison nói, tìm hiểu những gì thế giới cần, sau đó tiến hành phát minh ra nó. Trong khi đi tiên phong trong khái niệm nghiên cứu và phát triển công nghiệp, họ cũng tung ra hết công nghệ tinh hoa này đến công nghệ khác. Rất ít người trên trái đất không bị ảnh hưởng bởi những đổi mới của họ, điều đã làm sáng tỏ gần như mọi khía cạnh của cuộc sống hàng ngày.

Để hiểu được phạm vi của những gì các thế hệ nhà phát minh GE đã đạt được, bạn phải tưởng tượng một thế giới khác – một thế giới mà phép lạ không thường xuyên được triệu tập bằng cách bật công tắc, nơi các bác sĩ không thể chẩn đoán bệnh ẩn đằng sau cơ và xương, nơi động cơ phản lực không thu hẹp khoảng cách giữa các lục địa để mang mọi người lại với nhau.

Di sản của mã chứng khoán, sau đó, không kém gì một chuỗi các đổi mới đã tạo ra nền tảng cho thế giới hiện đại. Những ý tưởng mơ ước tại GE đã trở thành hạt giống không chỉ cho các sản phẩm mới hoặc các doanh nghiệp spin-off, mà là toàn bộ các ngành công nghiệp – từ các tiện ích điện và thiết bị gia dụng đến hình ảnh y tế và hàng không thương mại. Sự khéo léo chảy từ cánh đồng này sang lĩnh vực khác và ngược lại: bóng đèn đòi hỏi phải có lưới điện, điều này làm cho các thiết bị trở nên khả thi; Tuabin hơi nước lấy cảm hứng từ bộ tăng áp máy bay, sau đó thông báo cho thiết kế tuabin khí.

“Trong hơn 130 năm, GE đã đặt dấu ấn của mình vào phát minh và đổi mới”, Chủ tịch kiêm Giám đốc điều hành GE kiêm Giám đốc điều hành GE Aerospace Larry Culp cho biết trong Báo cáo thường niên năm 2023 của công ty. “Các sản phẩm và dịch vụ của chúng tôi đã giúp mọi người nấu bữa tối trong nhà bếp của họ và cung cấp năng lượng cho toàn bộ thành phố. Dấu ấn của GE đồng nghĩa với sự tiến bộ”.

Bây giờ chúng ta đang ở trên đỉnh của một kỷ nguyên đổi mới mới, với không chỉ một GE, mà là ba – GE Aerospace, GE Vernova và GE HealthCare – mỗi công ty được xây dựng nhằm mục đích tạo nên tương lai của ngành. Khi chúng tôi nhìn về phía trước, chúng tôi mời bạn tham quan qua một số phát minh của GE đã thay đổi cách chúng ta trải nghiệm mọi thứ, từ âm nhạc đến chăm sóc y tế.

 

1903: Máy phát điện tuabin hơi nước

Samuel Insull biết mình đang mạo hiểm. Là chủ tịch của công ty điện Chicago Edison, ông đã tiếp cận GE vào năm 1901 với một đơn đặt hàng mà các kỹ sư hàng đầu của thời đại coi là không thể: một tuabin hơi nước 5 megawatt (MW).

GE đã chấp nhận thử thách, lắp đặt thành phẩm tại nhà ga Fisk Street của Chicago vào năm 1903. Insull đã mua thêm ba máy phát điện 5 MW từ GE trong ba năm tới. Đến cuối thập kỷ, chúng đã lỗi thời, bị vượt qua bởi những nâng cấp mạnh mẽ hơn, nhưng di sản của chúng vẫn tồn tại. Năm 1903, điện là một thứ mới lạ đắt tiền. Nhưng các tuabin hơi nước hiệu quả đến mức giá giảm mạnh, điều này thúc đẩy việc xây dựng các trạm trung tâm công suất megawatt trên khắp đất nước. Trên toàn quốc, số lượng nhà ở có điện tăng từ 8% năm 1907 lên 34,7% vào năm 1920.

 

1908: Cải tiến dây tóc bóng đèn

Là một trong những người đầu tiên được tuyển dụng tại Phòng thí nghiệm nghiên cứu của GE ở Schenectady, New York, William Coolidge được giao nhiệm vụ tìm kiếm một sự thay thế tiết kiệm năng lượng hơn cho carbon trong dây tóc bóng đèn. Vonfram, với độ bền và điểm nóng chảy cao nhất của bất kỳ kim loại nào, có vẻ lý tưởng, nhưng nó bị gãy bất cứ khi nào các kỹ sư cố gắng uốn cong nó thành hình. Coolidge đã phát triển một phương pháp ép vonfram nóng qua các khuôn nhỏ hơn và nhỏ hơn, tạo ra các sợi linh hoạt giúp bóng đèn của Edison có tuổi thọ cao hơn và làm cho chúng có giá cả phải chăng hơn. Vonfram dễ uốn, như nó được gọi, vẫn là tiêu chuẩn công nghiệp trong bóng đèn sợi đốt.

1913: Máy X-quang (1896) và ống X-quang

Coolidge tự tin rằng phát minh của ông cũng có thể cải tiến ống tia X, tạo ra sóng năng lượng cho phép các bác sĩ nhìn thấy bên trong cơ thể. Rất ít cải tiến đã được thực hiện trong thiết kế kể từ năm 1896, khi Elihu Thomson, kỹ sư trưởng của GE, chứng minh việc sử dụng tia X lập thể để chẩn đoán gãy xương và định vị các vật lạ trong cơ thể.

Coolidge phát hiện ra rằng dây tóc vonfram của ông, khi cuộn bên trong ống chân không, luôn tạo ra hình ảnh rõ ràng hơn, chính xác hơn. Thiết kế của ông đã thúc đẩy việc sử dụng tia X trong y học và nha khoa – đưa GE vào ngành chăm sóc sức khỏe – và vẫn được sử dụng cho đến ngày nay.

 

1918: Turbo siêu tăng áp

Được GE thuê vào năm 1903, vừa tốt nghiệp tiến sĩ nghiên cứu tuabin, Sanford Moss bắt đầu xây dựng một máy nén khí xuyên tâm để làm cho máy phát điện hiệu quả hơn. Các thí nghiệm ban đầu của Moss đã thất bại; Cỗ máy của ông ngốn nhiên liệu và tạo ra quá ít năng lượng. Nhưng thiết kế của ông rất hợp lý và, mặc dù ông không biết điều đó, đã chỉ đường cho động cơ phản lực trước khi anh em nhà Wright cất cánh.

Khi Mỹ bước vào Thế chiến I, chính phủ đã yêu cầu GE giúp máy bay chiến đấu Mỹ bay tốt hơn trong không khí mỏng ở độ cao lớn. Moss đã điều chỉnh máy nén của mình để ép không khí đi vào động cơ cho đến khi nó dày đặc như bầu không khí trên mặt đất. Thiết bị, được gọi là turbosupercharger, giúp máy bay phục hồi mã lực bị mất và cho phép bay ở độ cao kỷ lục. Nó cũng đưa GE vào thị trường hàng không mới, phát triển nhanh chóng.

 

1926: Màn hình tủ lạnh Top

Trong những ngày đầu của lưới điện, điện được sử dụng chủ yếu để cung cấp năng lượng cho đèn, nhưng việc điện khí hóa ngày càng nhiều nhà ở đã mở đường cho một ngành công nghiệp hoàn toàn mới khác: thiết bị.

Vào những năm 1920, GE đã ra mắt tủ lạnh gia đình kín đầu tiên, Monitor Top – được đặt tên như vậy vì bình ngưng hình trụ gắn phía trên tủ giống với tháp pháo trên USS Monitor. Giá cả phải chăng và nhỏ gọn, Monitor Top là tủ lạnh sản xuất hàng loạt đầu tiên và là tủ lạnh đầu tiên mang công nghệ này đến với gia đình trung bình ở Mỹ.

 

1941: I-A, động cơ phản lực đầu tiên của Hoa Kỳ

Vào đêm trước khi nước này tham gia Thế chiến II, Quân đoàn Không quân Lục quân Hoa Kỳ đã chọn nhà máy Lynn, Massachusetts của GE để chế tạo động cơ phản lực đầu tiên của Mỹ. Các kỹ sư của GE đã thiết kế các bộ phận mới, tân trang lại những bộ phận khác và cung cấp một nguyên mẫu tuyệt mật có tên I-A. Vào ngày 1 tháng 10 năm 1942, chiếc máy bay phản lực đầu tiên của Mỹ, chiếc Bell XP-59A, cất cánh từ Lake Muroc, California, trang bị hai động cơ I-A. Thời đại máy bay phản lực của Mỹ đã bắt đầu.

 

1962: Laser trạng thái rắn

Trong 40 năm làm việc tại GE Research, nhà vật lý Robert Hall đã giành được 43 bằng sáng chế – cho mọi thứ từ bóng bán dẫn đến máy phát cao tần, sau này được điều chỉnh để cung cấp năng lượng cho lò vi sóng. Nhưng phát minh phổ biến nhất của ông là laser bán dẫn hồng ngoại.

Laser đã xuất hiện được vài năm, nhưng chúng lớn và cồng kềnh. Thiết bị nhỏ gọn của Hall đã chứng minh rằng các tia laser thu nhỏ hiệu quả có thể được sản xuất hàng loạt cho các công nghệ ngoài phòng thí nghiệm. Ngày nay, hầu hết các ứng dụng laser, bao gồm sợi quang, đầu đĩa CD, máy quét mã giá và máy in 3D, sử dụng laser có nguồn gốc từ Hall được tạo ra vào năm 1962.

 

1962: Đèn LED

Trong khi Hall đang phát triển tia laser hồng ngoại của mình, đồng nghiệp Nick Holonyak đã cố gắng giúp anh ta tăng cường bằng cách dỗ dành các chất bán dẫn phát ra ánh sáng nhìn thấy được. Vào ngày 9 tháng 10 năm 1962, với sự quan sát của các đồng nghiệp GE, Holonyak đã trình diễn diode phát sáng (LED) đầu tiên. Nhỏ gọn và hiệu quả, đèn LED đã được tích hợp trong vô số ứng dụng từ màn hình TV và thiết bị di động đến đèn đến sợi quang.

 

1972: Sơ đồ dòng điện một chiều điện áp cao (HVDC) trạng thái rắn thương mại đầu tiên

Vào giữa những năm 1950, một nhóm các nhà nghiên cứu của GE (bao gồm Hall và Holonyak) đã giới thiệu thyristor, một thiết bị bán dẫn có thể biến đổi dòng điện xoay chiều (AC) thành dòng điện một chiều (DC) và ngược lại.

Khi điện có một hành trình dài từ nhà máy điện đến người tiêu dùng, các nhà khai thác lưới điện gửi nó dọc theo các đường dây dòng điện trực tiếp cao áp, truyền tải nó rẻ hơn với ít tổn thất năng lượng hơn. Cho đến những năm 1970, công việc chuyển đổi dòng điện một chiều trở lại AC – loại chảy ra khỏi ổ cắm trên tường – rơi vào các ống thủy tinh chứa đầy hơi gọi là van hồ quang thủy ngân. Nhưng những thứ này rất mong manh và dễ bị thất bại; Thyristor hứa hẹn tuổi thọ dài hơn và hiệu suất đáng tin cậy hơn.

Năm 1972, tại Eel River, Canada, GE đã xây dựng trạm chuyển đổi thương mại đầu tiên trên thế giới dựa hoàn toàn vào thyristor. Vẫn hoạt động cho đến ngày nay, trạm đã quản lý quá tải 10% trong 15 năm đầu tiên trực tuyến mà không gặp sự cố.

 

1978: Máy chụp CT toàn thân

Lần đầu tiên được chứng minh vào đầu những năm 1970, chụp cắt lớp vi tính (CT) đại diện cho cấu trúc cơ thể trong 3D. Trong khi máy quét CT xoay một chùm tia X xung quanh bệnh nhân, một máy tính xử lý các tín hiệu thu được để xây dựng một loạt các hình ảnh cắt ngang của giải phẫu bệnh nhân, giúp các bác sĩ nhìn thấy bên trong cơ thể chi tiết hơn.

Các máy quét CT đầu tiên chậm và có độ phân giải kém, vì vậy nhiều chuyên gia đã viết chúng như một công nghệ nghiên cứu thích hợp. Nhưng Rowland “Red” Redington, một nhà vật lý tại Phòng thí nghiệm nghiên cứu của GE ở Schenectady, đã nhìn thấy tiềm năng của CT: khả năng xác định khối u hoặc hình dung các mạch máu mà không cần phẫu thuật thăm dò. Redington và nhóm của ông đã phát triển một máy quét nhanh hơn nhiều, đầu tiên để sàng lọc ung thư vú và sau đó cho toàn bộ cơ thể. Thiết kế của GE nhanh chóng trở thành tiêu chuẩn công nghiệp.

 

1983: SIGNA MRI 

Redington tiếp theo chuyển sự chú ý của mình sang chụp cộng hưởng từ (MRI), một công nghệ mà lúc đầu dường như thậm chí còn ít hứa hẹn hơn CT. Nhưng một lần nữa, Redington nhận ra cơ hội dẫn đầu lĩnh vực này.

MRI sử dụng nam châm và sóng vô tuyến để xây dựng hình ảnh chi tiết về các cấu trúc bên trong cơ thể, đặc biệt là mô mềm khó chụp ảnh bằng tia X. Redington và nhóm của ông đã đi tiên phong trong việc sử dụng nam châm cực mạnh, tạo ra sự rõ ràng chưa từng thấy trước đây trong hình ảnh của não. Nguyên mẫu của họ được phát triển thành SIGNA 1.0, giúp bệnh nhân nhận được chẩn đoán chính xác nhanh hơn và đưa GE trở thành công ty hàng đầu thương mại trong thị trường MRI.

 

1990: Tuabin lớp F đầu tiên

Lần đầu tiên được sử dụng để sản xuất điện vào những năm 1950, tuabin khí đã trở nên phổ biến trong các tiện ích điện khi chúng giúp đưa lưới điện trở lại cuộc sống sau sự cố mất điện ở Đông Bắc năm 1965. Nhưng khi thời gian hoạt động của chúng kéo dài, chi phí nhiên liệu cũng tăng theo, đặc biệt là trong các cuộc khủng hoảng dầu mỏ những năm 1970.

Được thúc đẩy bởi nhu cầu về hiệu suất cao hơn và lượng khí thải thấp hơn, GE đã giới thiệu một thế hệ tuabin khí mới: F-class. Kết hợp kinh nghiệm hàng không và tuabin khí hạng nặng, GE đã phát triển một thiết kế khí động học hơn, vật liệu chịu nhiệt và cơ chế làm mát tinh vi. Máy phát điện hạng F đầu tiên, công suất 147 MW, bắt đầu hoạt động thương mại vào năm 1990.

Ngày nay, cơ sở lắp đặt của GE với khoảng 1.400 đơn vị đại diện cho đội tàu F-class lớn nhất thế giới – nhiều hơn tất cả các nhà sản xuất khác cộng lại – và cung cấp 284 gigawatt điện tại 54 quốc gia.

 

1995: GE90 – cánh quạt composite sợi carbon

Đã có lúc phải mất bốn động cơ để cung cấp năng lượng cho một chiếc máy bay trên một chuyến bay đường dài – nhưng GE90 đã giúp thay đổi tất cả. Chỉ với một GE90 trên mỗi cánh, một chiếc Boeing 777 có thể di chuyển gần nửa vòng trái đất mà không cần tiếp nhiên liệu, mở ra một sự tái tạo về hậu cần, kinh tế và thẩm mỹ của du lịch phản lực. Nhưng đạt được điều đó có nghĩa là thay thế động cơ và phát triển các bộ phận từ vật liệu chưa từng được sử dụng trước đây trong hàng không thương mại.

Trước GE90, cánh quạt động cơ được làm từ titan. Nhưng các kỹ sư của GE đã bắt đầu thử nghiệm với các vật liệu khác để giảm trọng lượng và đốt cháy nhiên liệu của động cơ. Bắt đầu với GE90, tất cả các động cơ mới lớn của GE đều có cánh quạt được làm từ vật liệu tổng hợp sợi carbon, các tấm mỏng được dệt từ sợi carbon và hợp nhất với nhau như bột phyllo với một loại nhựa đặc biệt. Trọng lượng nhẹ và bền, lưỡi composite rất quan trọng đối với lực đẩy kỷ lục của GE90 và đã giúp cải thiện hiệu quả nhiên liệu trong các động cơ GEnx, CFM LEAP và GE9X.

 

2016: Động cơ CFM LEAP — CMC và in 3D

Động cơ LEAP, được phát triển bởi CFM International, một công ty liên doanh 50-50 giữa GE Aerospace và Safran Aircraft Engines, tiết kiệm nhiên liệu hơn 15% đến 20% so với người tiền nhiệm của nó, CFM56. Động cơ LEAP nhẹ hơn, êm hơn đã mang lại tỷ lệ tin cậy khởi hành tốt nhất cho các nhà khai thác thương mại trên toàn thế giới.

Hiệu suất tăng của nó một phần đến từ các vật liệu độc đáo của nó. Động cơ LEAP là sản phẩm được triển khai rộng rãi đầu tiên kết hợp vật liệu tổng hợp ma trận gốm và các bộ phận in 3D trong phần nóng. Được làm bằng cacbua silic, sợi gốm và nhựa gốm, CMC mạnh gấp đôi kim loại với trọng lượng bằng một phần ba. Sản xuất bồi đắp, hoặc in 3D, cho phép sản xuất các thiết kế nhẹ hơn, bền hơn và hiệu quả hơn.

 

Tiếp theo là gì?

Sau hơn một thế kỷ đổi mới – và 15 tháng sau khi GE HealthCare tách ra như một doanh nghiệp độc lập – GE Aerospace và GE Vernova đã sẵn sàng tự đứng vững. Khi GE khai thác sức mạnh của điện trong thế kỷ đầu tiên, các khái niệm thụ phấn chéo từ phòng thí nghiệm này sang phòng thí nghiệm khác – dây tóc làm cho bóng đèn cháy lâu hơn cũng có thể tạo ra tia X; Các lực cung cấp năng lượng cho máy phát điện cũng có thể nâng một chiếc máy bay. Nhưng các lĩnh vực này hiện đã trưởng thành, phát triển rộng và sâu đến mức các nhà đổi mới có thể sử dụng cùng một cách tiếp cận đa ngành trong mỗi ngành.

Là các công ty độc lập, GE Aerospace, GE Vernova và GE HealthCare có thể thúc đẩy sự nhanh nhẹn để tập trung vào thời đại chuyển đổi tiếp theo. Di sản đổi mới của GE sẽ thúc đẩy ba doanh nghiệp này tiến lên khi họ tiếp tục định hình tương lai của chúng ta.

Thông qua các chương trình như Đổi mới mang tính cách mạng cho động cơ bền vững (RISE) của CFM International, GE Aerospace đang đầu tư vào các công nghệ tiết kiệm nhiên liệu thế hệ tiếp theo – bao gồm kiến trúc động cơ quạt mở, lõi nhỏ gọn và hệ thống điện hybrid tương thích với nhiên liệu hàng không bền vững 100% (SAF). Quá trình đốt cháy hydro trực tiếp cũng đang được khám phá. Trong lĩnh vực quốc phòng, GE Aerospace sẽ dẫn đầu trong việc thúc đẩy các công nghệ quan trọng cho các phương tiện siêu thanh có thể vượt quá tốc độ Mach 5, hoặc lớn hơn 4.000 dặm một giờ. Với tốc độ này, bạn có thể đi từ thành phố New York đến London chỉ trong 40 phút.

GE Vernova sẵn sàng dẫn đầu quá trình chuyển đổi năng lượng trên quy mô lớn. Với cơ sở lắp đặt gồm 7.000 tuabin khí và khoảng 55.000 tuabin gió, công nghệ của nó giúp tạo ra khoảng 30% điện năng của thế giới. Với các sản phẩm hàng đầu như tuabin gió trên bờ 3MW-154m và 6MW-158m, cũng như tuabin gió ngoài khơi Haliade-250m, công ty đã sẵn sàng giúp đáp ứng sự tăng trưởng dự kiến của gió từ 7% năng lượng của thế giới hiện nay lên hơn 25% năng lượng của thế giới theo thời gian. GE Vernova cũng đang thúc đẩy các công nghệ giảm carbon và sản xuất không carbon, chẳng hạn như thu hồi và loại bỏ carbon, đốt cháy hydro và các lò phản ứng hạt nhân mô-đun nhỏ.

Trong gần một thập kỷ, GE HealthCare đã dẫn đầu sự chuyển đổi của lĩnh vực y tế sang công nghệ kỹ thuật số. Bằng cách tổng hợp và phân tích thông tin một cách nhanh chóng và chính xác, các nền tảng đám mây và trí tuệ nhân tạo (AI) có tiềm năng giải quyết một số vấn đề lớn nhất trong chăm sóc sức khỏe hiện nay. GE HealthCare đang thúc đẩy một danh mục toàn diện các cải tiến hỗ trợ AI và các giải pháp kỹ thuật số để cải thiện việc ra quyết định lâm sàng, cung cấp dịch vụ chăm sóc cá nhân hóa hơn và cải thiện quy trình làm việc của bệnh viện.

Đây là tầm cỡ của những tiến bộ mà bạn có thể tiếp tục mong đợi từ ba công ty. Trong hơn một thế kỷ, GE đã xác định tiêu chuẩn. Theo gương của chính Edison, GE Vernova và GE Aerospace ngày nay tham gia cùng GE HealthCare để làm điều tương tự.

“Edison, trong trái tim ông, là một người lạc quan không ngừng, một nhà phát minh, một người tập trung vào những điều có thể và nhu cầu của khách hàng”, Giám đốc điều hành General Electric Larry Culp cho biết gần đây. Người sáng lập, ông nói thêm, sẽ “nhìn xuống mỉm cười” khi công ty tách thành ba doanh nghiệp riêng biệt.

Theo: Synonymous with Progress Itself: A Celebration of GE’s World-Changing Inventions | GE Aerospace News