Máy bay phản lực không người lái cất/hạ cánh thẳng đứng đầu tiên của Trung Quốc khởi động động cơ trước chuyến bay thử nghiệm. Ảnh: Đại học Beihang.
Trong một bước đột phá công nghệ hàng không có thể thay đổi cục diện chiến tranh hải quân, các kỹ sư hàng không vũ trụ Trung Quốc vừa công bố một nguyên mẫu có thể là máy bay không người lái (UAV) cất/hạ cánh thẳng đứng tốc độ cao đầu tiên trên thế giới, sử dụng động cơ phản lực.
Chiếc UAV nhỏ gọn, không cần đường băng này có thể phóng từ boong của các tàu chiến thông thường – ngay cả trong điều kiện biển động – và chuyển đổi mượt mà sang chế độ bay hành trình tốc độ cao, tầm xa.
Đây là thiết kế mang tính cách mạng, khác hẳn các UAV truyền thống, được phát triển sau 10 năm nghiên cứu do các phó giáo sư Vương Diệu Khôn và Khưu Vũ Đình thuộc Đại học Hàng không Vũ trụ Bắc Kinh (Beihang University) dẫn dắt.
Khác với XQ-58A Valkyrie của Không quân Mỹ – vốn cần đường băng dài hoặc tàu sân bay để cất/hạ cánh – nền tảng UAV mới của Trung Quốc kết hợp khả năng cất hạ cánh thẳng đứng với tốc độ cao nhờ động cơ phản lực, tích hợp trong một khung thân khí động học tối ưu.
Bước tiến này có thể biến mọi tàu khu trục, khinh hạm hoặc tàu đổ bộ của hải quân Trung Quốc thành một “tàu sân bay mini”.
“Chúng tôi đã so sánh với các UAV VTOL phổ biến hiện nay và nhận thấy tốc độ vượt trội hơn hẳn”, nhóm nghiên cứu viết trong bài báo khoa học công bố trên tạp chí Aero Weaponry ngày 15/7.
XQ-58A Valkyrie của Không quân Mỹ. Ảnh: Defense Blog.
Giải bài toán cũ của hàng không
Điểm mấu chốt của thiết kế là cấu hình khí động học hỗn hợp giúp giải quyết bài toán lâu đời: dung hòa yêu cầu trái ngược giữa khả năng cất hạ cánh thẳng đứng và hiệu quả bay tốc độ cao.
UAV sử dụng hệ thống kép: cánh quạt nhỏ gọn ở phía dưới cung cấp lực nâng khi cất/hạ cánh, trong khi động cơ phản lực mini đảm nhiệm bay hành trình tốc độ cao.
Khác biệt lớn nằm ở cơ chế “vỏ khí động thu gọn” đã được cấp bằng sáng chế – một lớp vỏ trượt đóng kín các cánh quạt sau khi chuyển sang chế độ bay ngang, giúp giảm lực cản tới 60% (theo mô phỏng khí động học và thử nghiệm hầm gió).
Khi cất cánh thẳng đứng, cánh quạt quay tự do nâng UAV lên như trực thăng. Khi tăng tốc, cánh tạo lực nâng đủ để bay ngang, cánh quạt dừng dần và được che kín trong thân máy bay, biến hình thành dạng khí động thuôn mượt giống UAV phản lực thuần túy.
Nhằm đáp ứng điều kiện khắc nghiệt của bay tốc độ cao và hạ cánh thẳng đứng nhiều lần, nhóm đã phát triển vật liệu composite tiên tiến từ sợi carbon T-700 gia cường nhựa resin cải tiến, vừa nhẹ vừa bền, chịu mỏi tốt cho hoạt động trên boong tàu.
Những khu vực chịu nhiệt từ động cơ phản lực được lót lớp chắn nhiệt, chịu được trên 700°C mà không ảnh hưởng kết cấu.
Điều khiển và thử nghiệm
Hệ thống điều khiển kết hợp động cơ phản lực mini (tạo lực đẩy hành trình) và động cơ điện cho cánh quạt (điều khiển treo và hạ cánh chính xác).
Thử nghiệm bay cho thấy chuyển đổi giữa chế độ trực thăng và máy bay cánh cố định diễn ra mượt mà. Nguyên mẫu nhỏ (nặng 45 kg) đạt tốc độ 230 km/h một cách dễ dàng.
Dự án khởi động từ năm 2015, qua nhiều lần cải tiến và ổn định cấu hình vào năm 2019, hướng đến nhu cầu “máy bay cho tàu không phải tàu sân bay” của hải quân Trung Quốc – tập trung vào phối hợp UAV, trinh sát tốc độ cao và cất hạ cánh từ boong khu trục hạm.
Mẫu RQ-4 Global Hawk của Mỹ. Ảnh: Getty.
Ý nghĩa chiến lược
Nếu triển khai đại trà, hải quân Trung Quốc có thể vận hành UAV trinh sát – tấn công tốc độ cao, tầm xa từ hầu hết các loại tàu, tung “bầy đàn” UAV từ vị trí phân tán, vượt qua phòng không đối phương, thực hiện trinh sát hoặc tấn công chính xác rồi quay lại tàu mẹ, không cần căn cứ cố định.
Điều này đặc biệt hữu ích trong kịch bản chiến tranh chuỗi đảo, phong tỏa hàng hải hoặc ứng phó khủng hoảng nhanh, giúp Trung Quốc duy trì giám sát rộng khắp và phối hợp với radar, hệ thống chỉ huy trên tàu để tạo mạng lưới chiến đấu phân tán nhưng bền bỉ.
Một chuyên gia quốc phòng Trung Quốc (giấu tên) nhận định với SCMP: “Công nghệ này biến mọi tàu chiến mặt nước cỡ lớn thành căn cứ tiền phương. Đối phương sẽ không thể đoán được đòn tấn công tiếp theo đến từ đâu”.
Tuy nhiên, thiết kế này cũng có hạn chế: trong chế độ bay hành trình, hệ thống cánh quạt dù được che vẫn là khối lượng thừa; trong chế độ cất/hạ cánh, động cơ phản lực và hệ thống nhiên liệu lại là “gánh nặng”. Vì vậy, tầm bay và thời gian hoạt động có thể kém UAV phản lực thuần túy như Global Hawk hay XQ-58A, và tải trọng cũng hạn chế – phù hợp hơn với nhiệm vụ trinh sát, tác chiến điện tử hoặc tấn công chính xác bằng vũ khí nhẹ.
Huyền Chi