Máy bay cảnh báo sớm E-3 đóng vai trò gì với không quân Mỹ?

2 giờ trướcBài gốc

Tổn thất khí tài trị giá hàng trăm triệu USD này đòi hỏi việc nhìn nhận lại vai trò kỹ thuật cốt lõi của E-3 Sentry, một cỗ máy đã định hình tư duy tác chiến trên không của phương Tây suốt nhiều thập kỷ qua.

Lịch sử ra đời và thiết kế khung thân đặc trưng

Vào thập niên 1970, quân đội Mỹ đối mặt với một hạn chế vật lý cơ bản của các trạm radar mặt đất: đường chân trời radar. Sóng vô tuyến truyền theo đường thẳng, khiến các trạm mặt đất bị giới hạn tầm nhìn bởi độ cong của Trái Đất và cấu trúc địa hình đồi núi. Yếu tố vật lý này tạo cơ hội cho máy bay đối phương bay sát mặt đất để xâm nhập không phận mà không bị phát hiện. Để khắc phục điểm mù này, nhu cầu về một hệ thống radar đặt trên một nền tảng bay tầm cao trở nên cấp bách.

Máy bay E-3 giống như một trung tâm dữ liệu của không quân

Hãng Boeing đã giành chiến thắng trong chương trình Hệ thống Cảnh báo và Kiểm soát Không lưu (AWACS) bằng việc sử dụng nguyên mẫu khung thân của dòng máy bay thương mại Boeing 707-320B Advanced. Việc lựa chọn một chiếc máy bay chở khách cỡ lớn thay vì thiết kế một nền tảng quân sự mới hoàn toàn xuất phát từ những yêu cầu khắt khe về mặt tải trọng. Một trạm kiểm soát trên không đòi hỏi không gian đủ rộng để bố trí hàng loạt bảng điều khiển, máy chủ xử lý dữ liệu, hệ thống liên lạc và khu vực chức năng cho một phi hành đoàn đông đảo hoạt động liên tục trong các nhiệm vụ kéo dài từ 8 đến 12 giờ.

Về mặt kỹ thuật, khung thân của chiếc 707 được gia cố lại toàn bộ để chịu được lực cản khí động học khổng lồ sinh ra từ cấu trúc đĩa radar xoay (rotodome) gắn trên lưng. Đĩa radar này có đường kính 9,1 mét, dày 1,8 mét và được nâng đỡ bởi hai thanh chống thủy lực khổng lồ cao 3,3 mét tính từ thân máy bay. Để đĩa radar nặng hàng tấn này có thể xoay liên tục với tốc độ sáu vòng mỗi phút trong suốt quá trình làm nhiệm vụ, các kỹ sư đã tích hợp một hệ thống cơ khí dẫn động phức tạp.

Khi máy bay di chuyển trên đường băng hoặc bay chuyển sân không làm nhiệm vụ, đĩa radar vẫn được duy trì trạng thái quay chậm ở mức một phần tư vòng mỗi phút nhằm giữ cho chất bôi trơn trong các ổ trục luôn được phân bổ đều, ngăn ngừa hiện tượng đông đặc ở nhiệt độ thấp trên độ cao lớn. Hệ thống động cơ nguyên bản cũng được nâng cấp thành bốn động cơ phản lực cánh quạt Pratt & Whitney TF33-PW-100A, cung cấp lực đẩy cần thiết để nâng tổng trọng lượng cất cánh tối đa lên tới 156.000 kg, song song với việc sản sinh ra nguồn điện năng dự phòng lớn để nuôi toàn bộ hệ thống điện tử bên trong buồng máy.

Nền tảng công nghệ radar và cơ chế điều phối không gian

Thành phần tối quan trọng của E-3 Sentry là hệ thống radar AN/APY-1 (sau này được nâng cấp lên chuẩn AN/APY-2) do Westinghouse, nay là tập đoàn Northrop Grumman, phát triển. Đây là một hệ thống radar xung Doppler (Pulse-Doppler) thụ động hoạt động ở băng tần S, được thiết kế chuyên biệt để vượt qua thách thức lớn nhất của radar trên không: hiện tượng nhiễu dội từ mặt đất. Khi nhìn từ trên cao xuống, radar phát sóng sẽ bị nhiễu bởi tín hiệu phản xạ từ núi non, các công trình nhân tạo và bề mặt địa hình gồ ghề. Công nghệ xung Doppler giải quyết vấn đề này bằng cách đo lường sự thay đổi tần số của tín hiệu dội lại.

Hệ thống máy tính tinh vi sẽ lọc bỏ các tín hiệu phản xạ có tần số không thay đổi từ các vật thể đứng yên trên mặt đất và chỉ giữ lại các tín hiệu có sự dịch chuyển tần số, đại diện cho các vật thể đang di chuyển như máy bay, tên lửa hành trình. Năng lực xử lý tín hiệu này cho phép E-3 phát hiện và bám bắt các mục tiêu bay sát mặt đất ở khoảng cách lên tới 400 km, trong khi các mục tiêu bay ở tầm trung và cao có thể bị phát hiện từ khoảng cách xa hơn rất nhiều.

Một chiếc E-3 Sentry khi cất cánh sẽ biến thành một trung tâm dữ liệu chiến thuật di động. Phi hành đoàn điều hành sứ mệnh thường bao gồm từ 13 đến 19 chuyên gia, chia thành các nhóm phụ trách giám sát radar, điều phối vũ khí, quản lý liên lạc chiến thuật và kỹ thuật viên hệ thống. Dữ liệu radar thô thu nhận được từ đĩa xoay sẽ được hệ thống máy tính trung tâm trên máy bay phân tích, đối chiếu với hệ thống nhận diện địch - ta (IFF) để gán nhãn cho từng mục tiêu xuất hiện trên màn hình hiển thị.

Hình ảnh được cho là chiếc E-3 Mỹ sau đòn tấn công của Iran hôm 26.3. Ảnh: Facebook/ Air Force Amn/Nco/Snco

Thay vì để các phi công tiêm kích tự dò dẫm tìm kiếm mục tiêu bằng radar tích hợp mũi máy bay vốn có góc nhìn thu hẹp, các sĩ quan điều phối vũ khí trên E-3 sẽ trực tiếp phân tích bức tranh toàn cảnh của chiến trường. Họ liên lạc bằng tần số vô tuyến bảo mật và các kênh liên kết dữ liệu kỹ thuật số như Link 16 để cung cấp tọa độ, hướng bay, tốc độ của mục tiêu cho các phi đội chiến đấu. Sự can thiệp kỹ thuật này giúp các tiêm kích như F-15 hay F-35 duy trì chế độ im lặng radar, ẩn mình trước các hệ thống cảnh báo sớm của đối phương cho đến khi chúng tiến vào cự ly phóng vũ khí tối ưu. Quy trình phân bổ mục tiêu của E-3 đảm bảo hỏa lực được sử dụng ở mức độ hiệu quả cao nhất, tránh tình trạng hai máy bay quân nhà cùng tấn công vào một mục tiêu hoặc xảy ra các sự cố bắn nhầm hỏa lực thân thiện do sai lệch nhận diện trên không.

Dấu ấn thực chiến và bài toán chuyển giao thế hệ

Giá trị kỹ thuật của E-3 Sentry đã được chứng minh qua thực tiễn khắc nghiệt của Chiến dịch Bão táp Sa mạc năm 1991. Trong suốt thời gian diễn ra cuộc xung đột, các nền tảng bay AWACS đã duy trì sự giám sát liên tục trên không, kiểm soát hàng nghìn lượt xuất kích của lực lượng liên quân mỗi ngày. Sự điều phối từ các đài radar bay này đã bịt kín mọi lối thoát của lực lượng phòng thủ Iraq, hướng dẫn các biên đội F-15C đánh chặn chính xác các tiêm kích MiG của đối phương, thiết lập quyền kiểm soát không phận tuyệt đối cho Mỹ. Kể từ thời điểm đó, E-3 tiếp tục hiện diện với tư cách là cơ quan đầu não trên không trong hàng loạt các chiến dịch quân sự tại Nam Tư cũ, Afghanistan, Iraq và chiến dịch tiêu diệt các phần tử vũ trang tại khu vực Trung Đông.

Cường độ hoạt động liên tục trong suốt nhiều thập kỷ qua đã làm bào mòn phi đội E-3 một cách nghiêm trọng. Với nền tảng khung thân dựa trên công nghệ hàng không dân dụng từ những năm 1950, cơ quan hậu cần quân đội đang phải chật vật với các vấn đề về tuổi thọ kim loại, rạn nứt cấu trúc và sự khan hiếm trầm trọng của các phụ tùng thay thế định kỳ. Tỷ lệ sẵn sàng làm nhiệm vụ của dòng máy bay này đã sụt giảm, nhiều khung thân buộc phải nằm bãi chờ bảo dưỡng hoặc tháo dỡ lấy linh kiện, khiến mạng lưới cảnh báo sớm thường xuyên xuất hiện những lỗ hổng kỹ thuật.

Việc một chiếc E-3 bị loại khỏi vòng chiến đấu tại Saudi Arabia đã làm gia tăng sức ép đòi hỏi khâu thay thế phần cứng quân sự này. Không quân Mỹ hiện đang đẩy nhanh quá trình thử nghiệm nền tảng E-7 Wedgetail nhằm thay thế phi đội E-3 đang đi đến cuối vòng đời. Sự chuyển giao này mang ý nghĩa nâng cấp toàn diện về mặt công nghệ radar. Khác với cơ chế quét cơ học bằng đĩa xoay nặng nề của E-3, dòng E-7 sử dụng radar quét mảng pha điện tử chủ động (AESA) có tên gọi MESA, được lắp cố định trên lưng máy bay giống như một dải vây. Thiết kế kỹ thuật này cho phép hệ thống phát ra hàng nghìn chùm tia điện tử độc lập, quét toàn bộ không gian xung quanh với tốc độ tính bằng phần nghìn giây mà không cần đến bất kỳ chuyển động cơ học nào.

Khả năng cập nhật tọa độ mục tiêu gần như tức thời này đóng vai trò quyết định khi hệ thống phòng thủ phải đối phó với các tên lửa hành trình bay cực nhanh hoặc máy bay tàng hình có diện tích phản xạ sóng radar thấp. Quá trình thay thế máy bay vẫn đang diễn ra chậm chạp do các ràng buộc về tài chính và quy trình đánh giá thực nghiệm. Trong khoảng thời gian chờ đợi sự chuyển giao công nghệ mới, lực lượng vũ trang vẫn phải tiếp tục dựa vào những cỗ máy E-3 Sentry còn hoạt động để duy trì năng lực kiểm soát và phân tích không gian chiến trường.

Bùi Tú

Nguồn Một Thế Giới : https://1thegioi.vn/may-bay-canh-bao-som-e-3-dong-vai-tro-gi-voi-khong-quan-my-249435.html