"Thần hải dương" kế tục "Thần Nông"

Ngày 25/4 vừa qua, chiếc P-8A Poseidon (Hải vương) thực hiện chuyến bay đầu tiên của mình. Sau 4 năm nữa, khi chính thức tham gia biên chế, nó sẽ là loại máy bay tuần tra và trinh sát trên biển tầm xa hiện đại nhất thế giới. P-8 ra đời để thay thế cho P-3 Orion (Thần nông).

Ban đầu, hải quân Mỹ muốn rằng P-8 cũng sẽ là một máy bay cánh quạt như P-3. Vì một trong những nhiệm vụ của nó là săn tìm tàu ngầm, khi đó máy bay thường bay rất thấp, chưa tới 100m, để tận dụng tối đa khả năng của các cảm biến. Máy bay cánh quạt hoạt động ở độ cao thấp tốt hơn máy bay phản lực. Nhưng Boeing đã thành công trong việc chuyển đổi mẫu máy bay thương mại thông dụng Boeing 737-800 thành một máy bay quân sự có thể hoạt động tôt ở cao độ thấp.

So với P-3, P-8 có diện tích sàn lớn hơn 23% do đó mang theo nhiều thiết bị hơn. Thời gian hoạt động là giống nhau, khoảng 10 tiếng. Tốc độ hành trình của P-8 là 910km/h, so với 590 km/h của P-3. P-8 chở theo ít vũ khí hơn P-3, 6 tấn so với 10 tấn, vì vũ khí hiện nay hiệu quả hơn nhiều so với trước kia. Boeing 737 là một máy bay thương mại rất phổ biến và đáng tin cậy. Xuất hiện từ 1965, cho tới nay đã có 5000 chiếc được chế tạo.

Các thông số chính của P-8A:

Sải cánh 37.7m, dài 39.5m, 2 động cơ phản lực với sức đẩy tổng cộng 27000kg. Trần bay 12.5km, phi hành đoàn 9 người, trọng lượng cất cánh tối đa 90 tấn. Bán kính hoạt động, nếu máy bay dành 4 giờ bay vòng quanh khu vực tuần tra, là 1200 hải lý.

Máy bay trang bị nhiều loại cảm biến khác nhau, gồm phao sonar thả từ máy bay, cảm biến hình ảnh tầm xa, cảm biến từ trường, radar quét tầm xa và radar độ phân giải cao SAR cho phép 'chụp ảnh' mục tiêu ở khoảch cách xa trong mọi điều kiện thời tiết, các thiết bị trinh sát điện tử.

Bộ cảm biến quang điện tử-hồng ngoại chứa 7 thiết bị khác nhau như hồng ngoại, camera, khuyếch đại hình ảnh, đo khoảng cách và chỉ thị mục tiêu bằng laser. Radar trên máy bay có thể phát hiện tiềm vọng kính của tàu ngầm đưa lên khỏi mặt nước. P-8 trang bị GPS thế hệ mới có tính năng chống nhiễu và tích hợp khả năng phân biệt bạn thù.

P-8A được trang bị một khoang chứa bom và 4 điểm treo vũ khí ở 2 cánh. Nó có thể mang theo rất nhiều loại vũ khí khác nhau, như tên lửa diệt hạm Harpoon, tên lửa hành trình, ngư lôi, bom, rocket, mìn chống tàu ngầm v.v…

Các hệ thống trên P-8 được thiết kế theo cấu trúc mở, cho phép dễ dàng nâng cấp, tích hợp những công nghệ mới trong tương lai.

Hải quân Mỹ dự tính sẽ đặt mua 108 P-8 để thay thế cho 169 P-3. Ngoài ra, hải quân nhiều nước khác cũng đang xem xét mua nó, ngoài một số thành viên NATO thì đáng chú ý nhất còn có Úc, Ấn độ, Hàn Quốc, Nhật, Đài loan...

Chi phí cho những hệ thống như vậy, cả giá mua và duy trì, chắc chắn không hề rẻ. Đối với những nước có tiềm lực hạn chế nhưng có nhu cầu tuần tra bảo vệ một vùng lãnh hải lớn thì việc sử dụng UAV cỡ lớn có vẻ là một lựa chọn tốt hơn. Những loại như Global Hawk hay Predator C, tuy mang được ít cảm biến hơn so với máy bay có người lái, nhưng bù lại chi phí mua và vận hành rẻ hơn. Ngoài ra, UAV có thời gian hoạt động lâu hơn nhiều so với máy bay có người lái.

UNITAS Gold

Một quả tên lửa từ trực thăng bắn trúng đài radar của chiếc USS Conolly, một tàu khu trục không còn sử dụng nữa của hải quân Mỹ trong khuôn khổ cuộc tập trận UNITAS Gold trên vùng biển Đại tây dương. Năm nay là năm thứ 50 của cuộc tập trận quốc tế này.

AIP

Một trong những câu hỏi quan trọng nhất liên quan đến hợp đồng 1.8 tỷ dollar mua 6 tàu ngầm Kilo của hải quân VN là liệu chúng có được trang bị công nghệ AIP? Với mức giá 300 triệu dollar, và việc không có bất cứ thông tin nào xác nhận, có thể đoán rằng số tàu ngầm này sẽ không có loại công nghệ rất lợi hại này. Vậy thì AIP là gì?

Nhược điểm chính của các tàu ngầm diesel điện là chúng phải thường xuyên trồi lên để chạy động cơ diesel và sạc lại điện. Thật sự thì chúng không cần thiết phải nổi lên hoàn toàn mà chỉ cần sử dụng các ống thông hơi để dẫn không khí vào chạy động cơ và thoát khí thải. Tuy vậy, việc nổi lên gần sát mặt nước cũng khiến chúng dễ bị phát hiện và khó trốn thoát hơn. Ngoài ra, radar từ máy bay và tàu chiến có thể phát hiện được các ống thông hơi trồi lên khỏi mặt nước, chưa kể là lượng nhiệt từ số khí thải thoát ra cũng có thể bị các cảm biến nhiệt phát hiện. Hơn nữa, khi phải sử dụng động cơ đốt trong, ưu thế về sự yên lặng của tàu ngầm cũng mất đi.

AIP là công nghệ sức đẩy độc lập, không phụ thuộc vào nguồn khí từ bên ngoài. Công nghệ này không đòi hỏi tàu phải trồi lên và có thể lặn liên tục trong hàng tuần liền, trong khi những tàu chỉ chạy bằng diesl-điện chỉ có thể lặn trong 3-5 ngày (sử dụng pin) ở mức tốc độ thấp.

Đầu những năm 30 của thế kỷ trước, một kỹ sư Đức là Walter phát minh ra một công nghệ động cơ tàu ngầm sử dụng ôxy già (H2O2). Theo đó, oxy già được trữ trong tàu ngầm, và bằng một phản ứng hóa học, sẽ bị phân giải, tạo ra oxy nguyên chất và rất nhiều nhiệt. Diesel sẽ được bơm vào buồng phản ứng, trộn lẫn với oxy và dưới tác động của nhiệt sinh ra từ phản ứng tạo ra phản ứng nổ và làm chạy một turbin. Tuy vậy, công nghệ này có độ an toàn thấp và hầu như chỉ xuất hiện trong các mẫu thử nghiệm.

Động cơ diesel chu trình kín (CCD) cũng là một hướng của AIP. Nó gồm 1 động cơ diesel thông thường. Nhưng khi tàu đang lặn, động cơ này chạy bằng một hỗn hợp khí từ oxy tinh khiết và một khí trơ, thường là argon. Khí thải, chủ yếu là CO2, nito, hơi nước, được làm lạnh, lọc và phân tách. Khí trơ được tái sử dụng, số còn lại trộn với nước và thải ra ngoài tàu. Nguồn oxy thường lấy tứ oxy lỏng trữ trữ trong tàu. Tuy rằng có nguyên lý khá đơn giản, công nghệ này cũng ít được sử dụng trong thực tế.

Turbin khí chu trình kín. Trong công nghệ này, turbin được chạy bằng luồng hơi từ quá trình cháy nổ giữa ethanol và oxy ở áp suất 60 atmosphere. Bản thân áp suất của quá trình này là đủ để đẩy số khí thải ra ngoài tàu ở bất cứ độ sâu nào mà không cần bơm cao áp trợ lực. Công nghệ này tuy cung cấp công suất lớn, nhưng lại kém hiệu quả nhất, sử dụng rất nhiều oxy. Hiện chỉ có tàu ngầm Agosta của Pháp là sử dụng công nghệ này.

Chu trình Stirling có lẽ là công nghệ AIP thành công nhất cho tới nay. Theo đó, quá trình đốt cháy, có thể là giữa diesel và oxy tinh khiết, sẽ sinh ra nhiệt. Nhiệt này được chuyển tới một chu trình kín chứa một khí trơ. Khí này sẽ đi qua một quá trình trao đổi nhiệt khép kín, từ việc giãn nở và chuyển tới khoang làm lạnh để sau đó được nén trở lại. Quá trình chuyển đổi giữa nhiệt và thể tích này sẽ biến thành năng lượng cơ học làm chạy động cơ. Lợi thế của nó là sự tách bạch giữa 2 quá trình: tạo nhiệt và biến đổi nhiệt thành cơ.

Tuy nhiên, công nghệ AIP nhiều hứa hẹn nhất là công nghệ tế bào pin nhiên liệu. Nó được sử dụng rất thành công trong công nghệ không gian, và đang được ngành công nghiệp xe hơi chú ý phát triển. Điện được tạo ra từ phản ứng hóa học giữa oxy và hydro. Và nó chỉ thải ra nước tinh khiết. Nó là ngược của quá trình điện phân nước để tạo ra oxy và hydro. Lợi thế của nó là tạo ra điện năng từ phản ứng hóa học, không cần sử dụng bất cứ loại thiết bị cơ khí nào. Điện từ đó mới làm chạy động cơ điện. Do đó, độ ồn là cực thấp.

Khó khăn lớn nhất là việc mang theo nhiêu liệu cho quá trình phản ứng. Việc trữ oxy lỏng thì khá đơn giản, nhưng hydro lỏng lại cực kỳ nguy hiểm. Một giải pháp là lấy hydro từ các hợp chất hydrua với các kim loại, hoặc từ các hydrocacbon như methanol, diesel, dầu hỏa…


Trong tương lai gần, AIP vẫn chưa thể trở thành nguồn sức đẩy chính cho tàu ngầm, vì mức công suất quá thấp, chỉ khoảng 400 mã lực, trong khi nguồn diesel-điện cho khoảng 3000 mã lực, còn tàu ngầm hạt nhân có thể tới 20,000. Tuy vậy, nó vẫn giúp tăng tính hiệu quả của các tàu ngầm phi hạt nhân lên rất nhiều, đặc biệt là khả năng nằm ẩn mình trong một thời gian rất dài. Ngoài ra, trong tương lai xa, AIP hoàn toàn có thể trở thành sức đẩy chính và duy nhất cho tàu ngầm.

UAV lên thẳng

Mặc dù vai trò của UAV ngày càng được coi trọng thì đa số chúng vẫn là UAV cánh cố định, các loại trực thăng không người lái ít được coi trọng. Lí do chính có lẽ là vì độ tin cậy thấp. Ngay cả với máy bay có người lái, trực thăng luôn có tỷ lệ tai nạn cao hơn máy bay cánh bằng. Trong khi đó, UAV nói chung lại có tỷ lệ hỏng hóc cao hơn máy bay có người lái. Ngoài ra, tốc độ chậm khiến cho UAV lên thẳng dễ bị nhắm bắn hơn. Tuy vậy, vẫn có một số mẫu UAV lên thẳng đáng chú ý.

Fire Scout có thể bay liên tục trong 8h, trang bị camera ngày và đêm, GPS, bộ chỉ thị mục tiêu bằng laser, tốc độ tối đa 230km/h, tầm hoạt động tối đa 200km. Nó có thể cất, hạ cánh tự động. Nó có phiên bản chuyên dùng cho hải quân.

A160T Hummingbird có thể hoạt động liên tục 40h, tốc độ tối đa 255km/h, tải trọng 150kg, độ cao tối đa 10km. Đặc biệt, hệ thống điều khiển tự động cho phép nó hoạt động trong những điều kiện thời tiết mà sẽ buộc trực thăng có người lái phải tạm dừng hoạt động.

MAV, loại trực thăng không người lái mini, nặng 8kg, trần bay 150m, nó rất hữu dụng trong môi trường đô thị. Thời gian hoạt động từ 20-60 phút. Nó mang theo camera ngày và đêm.

Loại mới nhất là Vigilante, nặng nửa tấn, thời gian hoạt động 6h, tải trọng 150kg, tốc độ tối đa 170km/h. Nó được sử dụng cho hệ thống robot bắn tỉa ARSS.

ISIS - Siêu khinh khí cầu

ISIS là một dự án tham vọng, với mục tiêu tích hợp một radar quét điện tử chủ động (AESA) khổng lồ với diện tích 6000 mét vuông vào trong một khinh khí cầu lơ lửng ở độ cao 20km ở tầng bình lưu trong hàng tháng, thậm chí hàng năm trời. Nó sẽ cung cấp một khả năng thám sát cả trên không và trên bộ chưa từng có.

Được cung cấp năng lượng bằng các giàn pin mặt trời, radar trên ISIS có thể phát hiện tên lửa hành trình và UAV cỡ nhỏ từ 600km, và lính bộ binh trên mặt đất từ 300km.

Một thử thách lớn là làm sao bảo đảm được radar phải có trọng lượng nhẹ. Theo như lời của nhà sản xuất, Raytheon, radar này có bề mặt lớn như một sân bóng, nhưng lại nhẹ hơn trọng lượng nhỏ hơn của 22 cầu thủ chơi trên đó. Mặc dù chứa tới hàng triệu module độc lập, bề dày của nó chỉ khoảng 1cm.