Hỏa lực mới của hải quân Mỹ
Có thể nói diện mạo hải quân Mỹ đã thay đổi gần như lột xác với sự xuất hiện của tên lửa hành trình Tomahawk vào thập niên 1980. Trong nhiều năm, gần như chẳng có vụ xung đột nào mà Mỹ không mang Tomahawk ra dùng. Trong cuộc chiến Iraq 1991, 288 trái Tomahawk đã được bắn; trong cuộc chiến Nam Tư 1999, 218 trái được sử dụng; trong cuộc chiến Iraq 2003, hơn 725 trái được phóng… Tính đến ngày 16-3-2011, hải quân Mỹ đã bắn quả Tomahawk thứ 2.000, từ khu trục hạm USS Barry, trong chiến dịch oanh kích mục tiêu phòng không của Libya (Proceedings Magazine, 1-2012). Kể từ thập niên 1980 đến nay, Tomahawk đã được nâng cấp với nhiều phiên bản và chắc chắn sẽ tiếp tục được dùng trong tương lai…
Tuy nhiên, Tomahawk không còn là chọn lựa duy nhất. Loại vũ khí “kinh dị” đang muốn nói đến là railgun. Về cơ chế, railgun chẳng khác gì một vũ khí… cổ đại, hoạt động như loại súng thô sơ thời La Mã khi chỉ bắn ra một… cục sắt (tức đầu đạn không thuốc nổ), từ một hệ thống đường ray từ trường, như thể nó được bật ra từ… dàn ná! Tuy nhiên, railgun chắc chắn sẽ, như Tomahawk thập niên 1980, một lần nữa tạo ra diện mạo mới cho hải chiến tương lai. Bởi cái “dàn ná” railgun có thể bắn ra viên đạn 18 kg xa đến 320 km hoặc hơn (so với khoảng cách xa nhất là 13 km của loại đại bác được lắp trên các tàu chiến Mỹ hiện nay). Và vận tốc của viên đạn railgun là Mach 7 (8.575 km/g) hoặc thậm chí Mach 10 (12.250 km/g)! Trong cuộc thử nghiệm tháng 12-2010 do Phòng nghiên cứu hải quân Hoa Kỳ (ONR) thực hiện, khẩu railgun đã bắn ra viên đạn 10,4 kg với vận tốc 1,6 km/giây. So với railgun, Tomahawk – với vận tốc khoảng 880 km/g (0,24 km/giây) – đã không còn đáng gọi là “vũ khí hiện đại”!
Về đạn đạo học, railgun có thể giúp viên đạn giảm được hiệu ứng “đạn rơi” (bullet drop) do tác động của lực hấp dẫn, lẫn hiệu ứng “gió cản” (wind drift) do ma sát với không khí. Cần biết,
- về lý thuyết, sự hạn chế bởi ảnh hưởng từ hiện tượng giãn nở không khí sẽ khiến một viên đạn thông thường không thể bay với vận tốc lớn hơn 1,5 km/giây và xa hơn 80 km. Bằng cách gia tốc cho viên đạn railgun (có thể lên đến 3,5 km/giây, tức Mach 10), người ta đã phá được rào cản tự nhiên trên.
- Về vật lý học, một vật thể bay nhanh như vậy sẽ tạo ra sức công phá kinh khủng khi va chạm.
Do vậy, với railgun, tàu chiến Mỹ không cần phải vác theo nhiều đạn dược và tên lửa truyền thống, vừa hạn chế khả năng cháy nổ, vừa tiết kiệm được không gian trên tàu, vừa giúp tàu nhẹ hơn và do đó chạy nhanh hơn. Và tất nhiên “cục sắt” của railgun rẻ hơn nhiều so với 1,45 triệu USD/chiếc của tên lửa Tomahawk vốn được lắp đủ thứ thiết bị điện tử phức tạp. Trong khi đó, railgun vẫn có thể tác chiến tốt với các mục tiêu trên đất liền, dưới biển hoặc trên không. Và với lợi thế bay cực nhanh, mức độ chính xác của viên đạn railgun là điều có lẽ không cần bàn cãi.
Từ khi dự án được triển khai vào năm 2005 (với chi phí 240 triệu USD tính đến thời điểm hiện tại), railgun đã được thử nghiệm nhiều lần. Có hai hãng đang cạnh tranh quyết liệt để giành thầu là General Atomics và BAE Systems. Trong cuộc thử nghiệm tháng 9-2010, khẩu railgun General Atomics Blitzer đã bắn một viên đạn được thiết kế trông hệt… chiếc guốc (Phantom Works của Boeing chế tạo) bay ra với vận tốc 1,6 km/giây, tức Mach 5 (nó còn “ráng” bay thêm 7 km sau khi xuyên thủng một tấm thép dày!). Và trong cuộc thử nghiệm cuối tháng 2-2012, khẩu 32-MJ LRG của BAE Systems lại gây kinh ngạc hơn khi nó dùng nguồn điện đến 32 megajoule (nguồn điện càng cao, súng càng mạnh). Mục tiêu của BAE Systems là tạo ra khẩu railgun với nguồn điện lên đến 64 megajoule, có khả năng tống ra viên đạn bay xa 321 km trong sáu phút. Cần biết, một megajoule tương đương một triệu joule, tức tạo ra nguồn động năng tương ứng với chiếc xe tải một tấn chạy với vận tốc 160 km/g.
Không chỉ railgun
Lấy đâu ra nguồn điện kinh khủng cho railgun? Theo tiến sĩ Amir Chaboki, quản lý dự án railgun của BAE Systems, chiếc khu trục thế hệ mới nhất DDG 100 thuộc lớp Zumwalt (3,3 tỉ USD/chiếc) sắp ra mắt, với hệ thống điện 72 megawatt, hoàn toàn có thể cung cấp đủ điện năng cho dàn railgun 64 megajoule. Khi lâm chiến, tốc độ của chiếc khu trục có thể bị giảm do phải nhường điện cho railgun nhưng, theo tính toán của Chaboki, điều này không làm ảnh hưởng nhiều đến khả năng tác chiến. Nếu khẩu railgun 64 megajoule bắn sáu phát/phút, nó cần nguồn điện chỉ khoảng 16 megawatt. Phòng nghiên cứu hải quân Hoa Kỳ (ONR) tin rằng, giai đoạn hai của quá trình nghiên cứu-phát triển railgun sẽ kết thúc vào năm 2017 và, nếu được Quốc hội chuẩn y ngân sách “sắm hàng mới”, nó sẽ được lắp cho tàu chiến Mỹ vào trước năm 2025...
Song song tiến trình nghiên cứu railgun là súng laser điện tử tự do (free-electron laser – FEL).
Về lý thuyết, FEL có thể xuyên thủng khối thép 6 m chỉ trong một giây, đủ để “sực” một hàng không mẫu hạm đối phương! Chỉ trong bốn năm nữa, FEL có thể được trang bị cho tàu chiến Mỹ - khẳng định của Mike Deitchman, người quản lý chương trình phát triển vũ khí tương lai của ONR (Wired, 30-3-2012). Tháng 4-2011, hải quân Mỹ đã bắn thử một khẩu FEL “loại hạng ruồi” với tia laser chỉ 15 kilowatt. Trong cuộc thử nghiệm trên, khẩu FEL đã phóng ra tia laser xuyên lòng biển California và đốt cháy cỗ máy một con tàu đang di chuyển cách đó 1,6 km. Trước đó, đầu năm 2010, một khẩu laser của hãng Raytheon cũng bắn hạ được chiếc máy bay không người lái trong một cuộc thử nghiệm…
Thường thì tất cả tia laser đều hoạt động theo cách dùng năng lượng để tích điện cho nguyên tử để tạo ánh sáng hội tụ, và muốn được như vậy phải cần đến “trung gian” – vài tia cần hóa chất trong khi vài tia khác cần thấu kính - để có thể lọc và biến ánh sáng thành tia sáng cực mạnh với bước sóng không đổi. Trong khi đó, FEL dùng luồng điện tử siêu tích điện mà không lệ thuộc chất trung gian (do đó gọi là “điện tử tự do”) để tạo ra luồng tia với loạt bước sóng khác nhau. Chính yếu tố có thể “nhồi” tùy ý để tăng bước sóng khi dòng điện tử tự do chạy ngang vùng từ trường đã giúp cho tia FEL trở nên cực mạnh. Và nhờ khả năng có thể “chạy” với loạt “bước sóng đa cấp”, lực của tia FEL sẽ không bị “thất thoát” trên đường đi. Kỹ thuật có thể tùy chỉnh bước sóng cho laser, một đột phá ngoạn mục, chính là cốt lõi của vũ khí FEL.
Vài năm nay hải quân Mỹ tỏ ra rất “khoái” FEL (cũng như railgun) và họ tin rằng đó là những thế hệ vũ khí có thể thay đổi cục diện chiến tranh tương lai, đặc biệt thủy chiến. Tháng 4-2009, ONR đã trao gói thầu nghiên cứu chế tạo FEL cho Boeing. Trong thông cáo báo chí ngày 18-3-2010, Boeing cho biết họ đã hoàn thành giai đoạn thiết kế sơ khởi cho FEL và tiếp tục phát triển hệ thống để nó có thể bắn ra tia 100 kilowatt hoặc hơn (đủ để diệt chiến đấu cơ). Song song gói thầu đặt hàng cho Boeing, ONR cũng hợp tác nghiên cứu với Phòng thí nghiệm Los Alamos. Có một chi tiết ngoài lề đáng để ý: bản tin của Fox News đề ngày 20-1-2011 cho biết, người đứng đầu chương trình FEL của ONR tại Los Alamos là một tiến sĩ gốc Việt!
FB Manh Kim
Thường thì tất cả tia laser đều hoạt động theo cách dùng năng lượng để tích điện cho nguyên tử để tạo ánh sáng hội tụ, và muốn được như vậy phải cần đến “trung gian” – vài tia cần hóa chất trong khi vài tia khác cần thấu kính - để có thể lọc và biến ánh sáng thành tia sáng cực mạnh với bước sóng không đổi. Trong khi đó, FEL dùng luồng điện tử siêu tích điện mà không lệ thuộc chất trung gian (do đó gọi là “điện tử tự do”) để tạo ra luồng tia với loạt bước sóng khác nhau. Chính yếu tố có thể “nhồi” tùy ý để tăng bước sóng khi dòng điện tử tự do chạy ngang vùng từ trường đã giúp cho tia FEL trở nên cực mạnh. Và nhờ khả năng có thể “chạy” với loạt “bước sóng đa cấp”, lực của tia FEL sẽ không bị “thất thoát” trên đường đi. Kỹ thuật có thể tùy chỉnh bước sóng cho laser, một đột phá ngoạn mục, chính là cốt lõi của vũ khí FEL.
Vài năm nay hải quân Mỹ tỏ ra rất “khoái” FEL (cũng như railgun) và họ tin rằng đó là những thế hệ vũ khí có thể thay đổi cục diện chiến tranh tương lai, đặc biệt thủy chiến. Tháng 4-2009, ONR đã trao gói thầu nghiên cứu chế tạo FEL cho Boeing. Trong thông cáo báo chí ngày 18-3-2010, Boeing cho biết họ đã hoàn thành giai đoạn thiết kế sơ khởi cho FEL và tiếp tục phát triển hệ thống để nó có thể bắn ra tia 100 kilowatt hoặc hơn (đủ để diệt chiến đấu cơ). Song song gói thầu đặt hàng cho Boeing, ONR cũng hợp tác nghiên cứu với Phòng thí nghiệm Los Alamos. Có một chi tiết ngoài lề đáng để ý: bản tin của Fox News đề ngày 20-1-2011 cho biết, người đứng đầu chương trình FEL của ONR tại Los Alamos là một tiến sĩ gốc Việt!
FB Manh Kim
No comments:
Post a Comment