|
Kỳ quan vũ khí của Trung Quốc
Những hình ảnh bị rò rỉ vào cuối tuần qua từ buổi tổng duyệt lễ duyệt binh quân sự cho thấy một loạt hệ thống tên lửa ấn tượng của Trung Quốc, bao gồm cả YJ-19, loại tên lửa hành trình siêu vượt âm sử dụng động cơ phản lực tĩnh (scramjet) đầu tiên trên thế giới xuất hiện chính thức trước công chúng.
Việc đồng thời ra mắt các tên lửa chống hạm YJ-15, YJ-17, YJ-19 và YJ-20 cho thấy khả năng ngày càng lớn mạnh của Trung Quốc trong các hoạt động tác chiến tổng hợp. Nhưng YJ-19 mới là đại diện cho công nghệ hàng không vũ trụ tiên tiến nhất.
Để đạt được tốc độ siêu vượt âm một cách đáng tin cậy, có hai phương pháp tiếp cận chính, và cả hai đều phải vượt qua những thách thức kỹ thuật cực đoan trong những điều kiện khắc nghiệt nhất.
Các tên lửa như DF-17 của Trung Quốc được trang bị các bộ đẩy tên lửa (rocket boosters) để tăng tốc đầu đạn lên một tốc độ và độ cao đủ để nó tiếp tục bay lượn, cơ động mà không cần lực đẩy thông qua các lực khí động học.
Trong khi đó, YJ-19 được cho là sử dụng một phương pháp khác: một động cơ đủ mạnh để tạo ra lực đẩy liên tục. Động cơ này có thể là scramjet, một loại động cơ lấy không khí từ môi trường bay tốc độ cao, trộn với nhiên liệu để tạo ra lực đẩy.
Nếu như phương pháp đầu tiên mang lại cho tên lửa một quỹ đạo tương đối dễ đoán trong giai đoạn tăng tốc, thì quỹ đạo của nó sẽ trở nên thất thường khi bay lượn. Ngược lại, phương pháp thứ hai kết hợp cả tốc độ và khả năng cơ động trong suốt hành trình bay.
Một tên lửa sử dụng động cơ scramjet không chỉ có thể thay đổi hướng bay giữa chừng, gây ra thách thức lớn hơn cho các hệ thống phòng thủ, mà còn có thể nhẹ hơn, nhanh hơn và có tầm bắn xa hơn nhờ sử dụng oxy trong khí quyển thay vì phải mang theo chất oxy hóa.
Tuy nhiên, những khó khăn của phương pháp này là rất lớn, bắt đầu từ việc duy trì sự pha trộn và đốt cháy nhiên liệu ổn định trong luồng không khí siêu thanh. Đây là một thách thức kỹ thuật thường được ví như việc “đốt một que diêm trong cơn bão”.
Các vật liệu chịu nhiệt tiên tiến và hệ thống quản lý nhiệt hiệu quả là rất quan trọng để phần mũi, các cạnh và cửa hút động cơ của tên lửa có thể tồn tại ở nhiệt độ lên tới hơn 2.000°C (3.632°F), xảy ra khi bay với tốc độ vượt quá Mach 5.
Nhiệt độ cực lớn cũng có thể ion hóa không khí xung quanh, tạo ra một lớp vỏ plasma bao bọc, gây ra hiện tượng “mất liên lạc” (blackout) làm gián đoạn tín hiệu vô tuyến và các lệnh điều khiển.
Điều này cho thấy YJ-19 có thể được trang bị các công nghệ dẫn đường tiên tiến, như hệ thống dẫn đường quán tính và quang học, để khắc phục vấn đề này.
Chú trọng đầu tư
Việc Trung Quốc đầu tư bền vững vào cơ sở hạ tầng khoa học cơ bản tiên tiến đã đóng một vai trò quan trọng trong nghiên cứu và phát triển vũ khí siêu vượt âm, vốn rất cần các hầm gió hiệu suất cao để thử nghiệm.
Hầm gió Tunnel 9 ở Mỹ đạt tốc độ Mach 14 nhưng chỉ có đường kính vòi phun là 1,5m, gây khó khăn cho việc thử nghiệm toàn diện. Do đó, Mỹ đã phải dựa nhiều hơn vào các mô phỏng trên máy tính, làm chậm tiến độ kỹ thuật đối với các loại vũ khí siêu vượt âm của mình.
Ngược lại, hầm gió JF-22 của Trung Quốc có đường kính 4m và có thể mô phỏng các điều kiện bay từ Mach 25 đến 40. Ngoài hầm gió siêu vượt âm mạnh nhất thế giới này, các nhà nghiên cứu Trung Quốc còn có thể tiếp cận một số cơ sở khác.
Theo một bài báo được công bố năm ngoái trên tạp chí Acta Aeronautica et Astronautica Sinica của Trung Quốc, hầm gió JF-12 của nước này đã được sử dụng để thử nghiệm đánh lửa và đốt cháy động cơ sử dụng nhiên liệu hydro trong điều kiện Mach 7 và Mach 10.
Một hầm gió khác, FD-14A, đã được Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Khí động học Trung Quốc sử dụng để thực hiện các thử nghiệm mô hình động cơ scramjet trong điều kiện Mach 10.
Năm 2004, Mỹ là quốc gia đầu tiên chứng minh tính khả thi của công nghệ scramjet khi phương tiện siêu vượt âm X-43A đạt tốc độ Mach 9.68 trong một chuyến bay thử nghiệm sử dụng nhiên liệu hydro. Năm 2013, X-51A đạt tốc độ Mach 5.1 bằng nhiên liệu hydrocarbon.
Tuy nhiên, dù Mỹ đã dẫn đầu trong nghiên cứu siêu vượt âm giai đoạn đầu, dường như họ đã đạt được rất ít tiến bộ gần đây trong việc ứng dụng kỹ thuật, triển khai thực tế và sản xuất hàng loạt vũ khí tốc độ cao.
Hải quân Mỹ đã hủy bỏ chương trình tên lửa chống hạm phóng từ trên không siêu vượt âm HALO vào tháng 8 năm 2024, với lý do vượt quá ngân sách và không đáp ứng được kỳ vọng về hiệu suất.
Chương trình HACM của Không quân Mỹ, được ký hợp đồng vào năm 2022, vẫn là tên lửa hành trình siêu vượt âm sử dụng động cơ scramjet duy nhất vẫn đang được phát triển tại Mỹ.
Trong khi đó, Nga đã tận dụng kinh nghiệm sâu rộng trong công nghệ tên lửa để đạt được những đột phá trong phương tiện lượn siêu vượt âm, với việc triển khai Avangard vào năm 2019, và tên lửa sử dụng động cơ scramjet, như Zircon.
Cho đến nay, tên lửa siêu vượt âm duy nhất sử dụng động cơ scramjet được đưa vào hoạt động là Zircon tốc độ Mach 9 của Nga, sau khi hoàn thành một cuộc thử nghiệm phóng thành công vào năm 2016. Vẻ ngoài của nó vẫn chưa được công bố.
Vào năm 2022, Đại học Bách khoa Tây Bắc của Trung Quốc đã phóng thành công Feitian-1, một phương tiện siêu vượt âm đạt được quá trình chuyển đổi trơn tru từ động cơ tên lửa sang động cơ scramjet.
VietBF@ Sưu tập
|
