Nga ‘hy sinh’ tốc độ để chế phi cơ tàng hình

PAK DA, máy bay ném bom thế hệ mới của Nga và là sản phẩm của phòng thiết kế Tupolev, sẽ không thể bay với vượt tốc độ âm thanh vì đặc tính thiết kế ưu tiên khả năng tàng hình.

Mô hình thiết kế máy bay ném bom chiến lược tầm xa PAK DA. Ảnh: Planespictures.com

Lãnh đạo Bộ quốc phòng Nga vừa chính thức phê duyệt thiết kế máy bay ném bom chiến lược tầm xa, loại sẽ phải thay thế được các dòng máy bay ném bom hạt nhân chiến lược hiện tại là Tu-95MC và Tu-160.

Tất cả đều mong chờ một loại máy bay siêu thanh, còn bản thân Phó thủ tướng Nga Dmitri Rogodin nói rằng vận tốc của loại máy bay ném bom chiến lược tầm xa (PAK DA) mới sẽ vào khoảng 6.000 km/h. Nhưng từ một vài phương án thiết kế đưa ra, quân đội lại lựa chọn máy bay tàng hình có vận tốc chậm hơn tốc độ âm thanh.

Theo thông tin từ Bộ Quốc phòng, khi lựa chọn những mẫu thiết kế sơ bộ thì mẫu từ phòng thiết kế của Tupolev đã giành chiến thắng – máy bay dạng sơ đồ “cánh động”. Với kích thước cánh khổng lồ và đặc tính kết cấu, nó không thể bay với vận tốc siêu thanh, nhưng lại có thể tàng hình đối với radar.

Cuộc thi thiết kế được phát động đầu năm ngoái, ngoài phòng thiết kế Tupolev còn có sự tham gia của một số phòng thiết kế khác. Họ đã giới thiệu một vài thiết kế siêu thanh và một thiết kế siêu thanh, nhưng thiết kế tàng hình đối với radar đã được lựa chọn, là mẫu của Tupolev.

Hai tuần trước đó ông Rogodin, phó thủ tướng phụ trách quân sự, nói rằng PAK DA phải là siêu thanh. Theo ông, nước Nga cần một thiết kế khác với B-2 của Mỹ, một loại máy bay với vận tốc lớn hơn 5 Max, cỡ là khoảng 6.000 km/h.

Dự tính của Rogodin là hoàn toàn trái với các cơ sở vật lý. Các chuyên gia hàng không cho biết, để chuyển động với vận tốc siêu âm, thiết kế cần phải có hình dạng khí động học lý tưởng, thiết kế ngoài phải hoàn toàn trơn tru, còn để tàng hình đối với radar thì hoàn toàn ngược lại – thiết kế ngoài lại phải góc cạnh (nhằm tăng tính tán xạ tín hiệu từ các đài radar).

Có thể thiết kế phóng to mẫu có sẵn T-50 (PAK FA – máy bay tiêm kích thế hệ 5 của Nga), nhưng với hình dạng của nó nếu khối lượng được tăng lên vào cỡ khoảng 120 tấn thì sẽ dẫn tới việc làm tăng lực cản khí động và rất tiêu tốn nhiên liệu, làm cho tầm bay và cự ly hoạt động sẽ bị hạn chế đi rất nhiều.

Ngoài ra, để bay với vận tốc siêu thanh thì động cơ cần rất nhiều oxy, ống hút khí cần phải rộng và thẳng. Còn các loại máy bay tàng hình cần ống hút khí dạng chữ S, để nó có thể giấu cánh động cơ khỏi tín hiệu radar. Không khí chuyển động trong ống hút khí sẽ phân tán.

Để đảm bảo tính tàng hình nhiệt, động cơ phải nằm trong thân máy bay, giống như mẫu máy bay tàng hình cận âm B-2 của Mỹ. Còn để bay với vận tốc siêu thanh thì cần lực đẩy rất lớn, hiện tại duy nhất chỉ có thể trông chờ vào động cơ với ống thổi được đặt ngoài thân máy bay, giống như Tu-160, Concorde và B-1.

Phòng thiết kế Tupolev đang hoàn thiện công việc theo các đặc tính kỹ-chiến thuật PAK DA, vào đầu năm 2014 sẽ phải trình bày nhu cầu tài chính. Theo kế hoạch, việc sản xuất hàng loạt chỉ có thể bắt đầu sớm nhất vào năm 2020.

Tổng biên tập báo Cất cánh giải thích thêm rằng lựa chọn phương án máy bay ném bom chiến lược tàng hình cận âm này thực ra không chỉ có việc tàng hình mà còn liên quan rất nhiều tới tính kinh tế và cự ly hoạt động được nâng cao của loại máy bay này.

Khi lựa chọn phương án thiết kế, có thể tính tới một vài yếu tố, phụ thuộc vào các bài toán và những yêu cầu đặt ra cho loại máy bay này. Ở đây là tầm bay, tải trọng và các đặc tính bền. Việc đảm bảo tính tàng hình, hiện tại không chỉ nhờ vào việc thiết kế hình dáng kết cấu của máy bay, mà còn tính tới việc hấp thụ tín hiệu radar bằng vỏ ngoài hấp thụ, và các thiết bị điện tử gây nhiễu, ông này cho biết.

Việc tàng hình tuyệt đối trước radar là hoàn toàn không thể, việc khả thi là làm thế nào để giảm nhiều nhất có thể tín hiệu radar phản xạ từ máy bay mà thôi (làm giảm diện tích phản xạ hiệu dụng của bề mặt).

Nếu như ở một số máy bay tiêm kích thế hệ thứ 4, diện tích này vào khoảng 3 m2 thì ở các máy bay tiêm kích thế hệ thứ 5 của Mỹ lại chỉ còn khoảng 0,3 m2. Ở các thế hệ máy bay tiêm kích tiếp theo, hy vọng sẽ giảm còn chỉ khoảng vài phần trăm m2.

Theo một chuyên gia quân sự tự do có tên Anton Lavrov, phương tây (cụ thể là Mỹ) đã không còn ưu tiên phát triển các “máy bay chiến lược siêu thanh” (thậm chí còn từ bỏ khái niệm này – với trình độ kỹ thuật quân sự hiện nay). “Bây giờ quan trọng hơn cả là cự ly hoạt động và tính tàng hình, chứ không phải là tốc độ. Nước Nga hiện có rất ít đồng minh tin cậy và các cơ sở quân sự lớn ở nước ngoài, nên chúng ta cần phải có lực lượng không quân tinh nhuệ, hiện đại mà từ địa phận của mình có thể tiêu diệt dược những mục tiêu xa nhất có thể”, ông này cho biết.

Theo ý kiến của chuyên gia này, trên con đường của mình, cái cần thiết nhất đối với Nga không phải là hải quân, mà là không quân. Không quân thực sự phải là “cánh tay dài” để bảo vệ các lợi ích của Nga ở các khu vực khác nhau trên trái đất.

Dự án PAK DA có thể sẽ phải tiêu tốn vài tỷ rub. Khi đó việc sản xuất hàng loạt phục vụ cho quốc phòng lại bị hạn chế ở con số vài chục chiếc mà thôi, điều này là do máy bay ném bom chiến lược nằm trong Hiệp ước chung Nga-Mỹ về việc hạn chế vũ khí tấn công, nhưng việc xuất khẩu là không hạn chế.

Máy bay ném bom chiến lược mới sẽ được trang bị không chỉ tên lửa mang đầu đạn hạt nhân, mà còn tên lửa chính xác cao với đầu đạn chiến đấu thường, kể cả bom điều khiển và rơi tự do.

Mô hình máy bay PAK DA. Ảnh: Opex360

Lịch sử phát triển của PAK DA

Quá trình phát triển thiết kế của PAK DA mới có một lịch sử rất thú vị. Năm 1969, thực hiện chỉ thị của Bộ công nghiệp hàng không Liên xô, nhà máy MAP đã tổ chức cuộc thi thiết kế máy bay ném bom chiến lược tầm xa, diễn ra giữa ba văn phòng thiết kế nổi tiếng nhất là Tupolev, Miasishev và Sukhoi.

Mùa xuân năm 1972 diễn ra buổi nghiệm thu và lựa chọn phương án chiến thắng từ các mẫu thiết kế được đưa đến từ ba văn phòng thiết kế danh tiếng này: Tupolev mang đến mẫu mang tên “160″ dựa trên nền Tu-144, Miasishev – “M-20′, còn Sukhoi mang tới “-4″.

Thiết kế của Tupolev không được ủng hộ vì hoàn toàn không tương ứng với các yêu cầu đặc tính kỹ – chiến thuật đặt ra. Thậm chí đại tướng – Tư lệnh không quân Liên Xô khi đó còn không hài lòng. “Văn phòng thiết kế Tupolev đã mang đến trình diễn một loại máy bay dân dụng chở khách”, ông nói. Đổ thêm dầu vào lửa là việc Tupolev đã báo cáo phóng đại chất lượng khí động của mẫu thiết kế này.

Mẫu thiết kế “-4″ gây ấn tượng rất tốt tới hội động nghiệm thu, nó được đánh giá là bước đột phá trong lĩnh vực công nghiệp hàng không thời kì đó. Thiết kế đến từ Miasishev không được đánh giá cao.

Kết thúc buổi nghiệm thu, mẫu chiến thắng thuộc về văn phòng thiết kế Sukhoi, nơi có kinh nghiệm sản xuất T-4 trước đó. Nhưng khi đó Sukhoi đang vô cùng vất vả với việc sản xuất máy bay tiêm kích đa chức năng mới là T-10 (Su-27).

Cuối cùng vị Tổng tư lệnh Bộ quốc phòng Liên Xô khi đó là P. S. Kutakhov đưa ra quyết định. “Các bạn biết đấy, thiết kế của Sukhoi là tốt nhất, nhưng hiện tại Sukhoi đang phải vật lộn với việc sản xuất Su-27, là loại máy bay mà chúng ta rất cần. Chính vì vậy mà chúng tôi đi đến quyết định: người chiến thắng trong cuộc thi này là Sukhoi, nhưng yêu cầu Sukhoi chuyển toàn bộ tài liệu cho văn phòng thiết kế Tupolev để Tupolev thực hiện trong các dự án tương lai …”, Kutakhov cho biết.

Sau đó văn phòng thiết kế Tupolev đã không hề màng tới các tài liệu của T-4MC và vẫn tiếp tục công việc của mình tới khi cho ra đời “Thiên nga trắng” – Tu-160. Với cùng một tải trọng chiến đấu như T-4MC và cùng cự ly bay ở vận tốc dưới âm, Tu-160 có tải trọng bay lớn hơn 35% và giảm 2-3 lần cự ly bay nếu bay tốc độ siêu thanh.

Tuy công việc thiết kế T-4MC của Sukhoi hoàn toàn bị dừng lại sau cuộc thi, những ý tưởng trong việc thiết kế của nó được sử dụng rất nhiều trong các máy bay hiện đại hiện tại của không quân Nga: Su-27, Mig-29, … , và sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc thiết kế các loại máy bay hiện đại thế kỷ XXI của Nga.

Thiết kế nổi danh ngày nào của Sukhoi tưởng chừng như đã đi vào quá khứ thì lại được Tupolev làm sống lại, các tổng công trình sư của Nga đang làm sống lại những ý tưởng tiên phong và thành tựu thiết kế từ thời Xô viết. Điều này không biết là minh chứng cho thấy hạn chế trong việc thiết kế mới các loại máy bay ném bom chiến lược tầm xa hiện đại ở Nga, hay nó chứng minh cho một chân lý không chỉ đúng trên sách vở mà còn đúng cả trong lĩnh vực kỹ thuật quân sự hiện đại: “Người không hiểu quá khứ sẽ không có tương lai”. Bởi lẽ, thiết kế mới PAK DA của Tupolev là hoàn toàn tương đồng với thiết kế T-4MC của Sukhoi ngày nào.

Theo VNE