Đã xác định “người thay thế” thiên nga trắng Tu-160 (Phần II)

Sự lựa chọn khó khăn

QĐND Online - Theo yêu cầu của không quân Nga, Tổ hợp Turolev cần phát triển PAK DA đạt các yếu tố: Tầm bay, trọng lượng vũ khí mang theo, tính tàng hình và cả những rủi ro trong quá trình phát triển. Mỗi phiên bản của PAK DA đều có ưu và nhược điểm khác nhau, nên việc chọn lựa rất khó khăn. Cụ thể, máy bay ném bom bay với tốc độ siêu âm có thể nhanh chóng tiếp cận và tấn công lãnh thổ đối phương, nhưng sự bộc lộ về mặt vật lý lại rất lớn. Nếu chọn phương án bay với tốc độ cận âm, tuy chậm, nhưng máy bay lại có thể “vô hình” trước ra-đa đối phương.

Do có kích thước lớn, việc biến máy bay ném bom chiến lược “vô hình” trước ra-đa trong thực tế rất khó với công nghệ hiện nay. Để “tàng hình”, máy bay cần có ống hút khí dạng chứ S (để che bộc lộ hồng ngoại ở tầng nén khí động cơ và giảm áp suất luồng khí trước khi vào động cơ).

Ngoài ra, động cơ máy bay cũng phải đảm bảo tính bộc lộ hồng ngoại thấp. Điều này chỉ khả thi khi máy bay hoạt động ở tốc độ cận âm. Ngoài ra, ở dải tốc độ này, máy bay có thể áp dụng các hình dáng góc cạnh giảm phản xạ sóng ra-đa và lớp phủ tàng hình. Trong khi đó, nếu máy bay hoạt động ở tốc độ siêu âm, rất khó có thể giấu được đuôi khí thải nóng dài hàng chục mét ở phần đuôi máy bay (độ bộc lộ hồng ngoại cực lớn). Cùng với đó, để bay được tốc độ siêu âm, máy bay cũng phải có hình dáng khí động học chuẩn, mềm mại.

Để có được tính năng tàng hình, F/A-117 đã phải hy sinh hình dáng khí động học và thậm chí là không mang ra-đa hàng không. Sau khi ra mắt, trong thực tiễn tác chiến, F/A-117 được sử dụng như một máy bay cường kích-bom.

Nhờ áp dụng nhiều loại vật liệu mới, từ những năm 1970, Mỹ đã cho ra mắt dòng máy bay tàng hình đầu tiên F-117 Nighthawk. Vật liệu chế tạo F-117 chủ yếu là gốm được phủ lớp sơn tàng hình và kết cấu của máy bay là các “mặt góc cạnh” giúp tán xạ sóng ra-đa. Khi ra mắt, các dòng ra-đa đương thời rất khó có thể phát hiện được F-117. Tuy nhiên, do có hình dáng khí động học “đặc biệt” F-117 không thể cơ động trên không tương đương với các chiến đấu cơ Mỹ cùng thời và chỉ được sử dụng cho nhiệm vụ cường kích. F-117 chỉ có tốc độ bay tối đa tới  990km/giờ và tầm hoạt động đạt 1.720km (bán kính chiến đấu là 860km).

Công nghệ ở thời điểm hiện tại đã cho phép chế tạo máy bay ném bom cỡ lớn với “các mặt góc cạnh” nhưng vẫn đảm bảo tính năng khí động học nhờ áp dụng vật liệu composite giảm phản xạ sóng ra-đa vào quy trình chế tạo. Tuy nhiên, PAK DA làm theo phương án này có nhiều hạn chế về tốc độ, tầm hoạt động, kết cấu phức tạp và chi phí chế tạo lớn.

Trong thực tế, dự án PAK DA hiện ẩn chứa nhiều rủi ro. Đầu tiên là cần thời gian phát triển dài, có nhiều biến cố về công nghệ và chi phí phát triển cao. Thiết bị bay siêu thanh cần có hình dáng khí động học hoàn hảo, nhưng điều này lại không có đặc tính tàng hình trước ra-đa.

Tiếp đó là rủi ro khi máy bay hoạt động ở tốc độ Mach 5, tương đương 5.700km/giờ. Tất cả những vật thể bay hoạt động ở ngưỡng tốc độ này hiện mới dừng ở mẫu thử nghiệm. Cụ thể, ở Nga là các mẫu thử Kholod và Kholod-2, còn Mỹ là FHTV và X-51A Waverider. Đối với các dự án mang tính cách mạng như trên, thời gian nghiên cứu có thể tính bằng thập kỷ.

Đối với các thiết bị bay phức tạp như máy bay ném bom, thời gian nghiên cứu chắc chắn sẽ không ngắn hơn. Chính vì điều này, không quân Nga đã quyết định bỏ phương án máy bay ném bom siêu thanh. Tuy nhiên, công nghệ áp dụng cho các thiết bị hoạt động ở tốc độ siêu thanh sẽ vẫn được nghiên cứu, nếu thành công nó sẽ là tiền đề để ra mắt máy bay ném bom siêu thanh mới thay thế PAK DA trong tương lai.

Căn cứ vào công nghệ hiện tại, không quân Nga chọn PAK DA có thể hoạt động ở tốc độ cận âm là tối ưu nhất. Thiết kế dạng cánh liền thân (cánh bay) giúp giảm tiết diện bộc lộ ra-đa và hầu hết công nghệ của kết cấu dạng này đã được phía Nga nắm tương đối vững. Tuy nhiên, sử dụng kết cấu thân dạng “cánh bay” cũng vẫn ẩn chứa nhiều rủi ro và để PAK DA hoạt động được cần có hệ thống hỗ trợ lái hiện đại, phức tạp.

B-2 Spirit sử dụng cơ cấu khí động cánh liền thân cho phép khả năng tàng hình, nhưng lại rất khó điều khiển và chỉ có thể bay ở tốc độ cân âm.

Máy bay ném bom sử dụng kết cấu dạng cánh bay được biết tới hiện nay là B-2 Spirit của Mỹ. Toàn bộ quy trình cất và hạ cánh của máy bay này đều do máy tính điều khiển. Phi công chỉ đóng vai trò giám sát quy trình, cập nhật kế hoạch bay và sử dụng vũ khí. Để có được điều này, B-2 được trang bị máy tính trung tâm mạnh và tin cậy. Nếu Nga đi theo hướng này, chắc chắn sẽ phải đẩy mạnh việc phát triển lĩnh vực điện tử hàng không.

Lựa chọn máy bay ném bom cận âm cho phép quân đội Nga có được phương tiện bay tối ưu giữa khối lượng vũ khí mang theo và thời gian hoạt động trên không. Ngoài ra, tính kinh tế của PAK DA phiên bản cận âm cũng rất đáng kể nhờ trang bị động cơ phản lực turbin.

Hiện, hướng phát triển máy bay ném bom chiến lược cận âm đang là xu hướng toàn cầu. Mỹ từ những năm 2000 đã lên kế hoạch phát triển máy bay ném bom tương lai có khả năng bay tốc độ vượt âm, nhưng tới năm 2009, ý tưởng này đã bị loại bỏ. Mục tiêu chính của việc chế tạo máy bay ném bom siêu âm là để dùng tốc độ cao vượt qua hệ thống phòng không của đối phương. Nguyên tắc này được áp dụng trên máy bay ném bom Tu-160 của Nga và B-1B Lancer của Mỹ. Những máy bay này hầu hết thời gian vẫn bay ở tốc độ cận âm, chúng chỉ tăng tốc lên siêu âm ở độ cao lớn để vượt lưới tên lửa phòng không khi cần.

Tuy nhiên, với các tổ hợp tên lửa phòng không hiện đại, việc bay ở tốc độ siêu âm trên độ cao lớn không còn ý nghĩa. Ví dụ, đạn tên lửa của tổ hợp S-400 có tốc độ tới 4,8km/giây và ít phương tiện bay có người lái nào có thể đạt tốc độ bay tương đương để thoát khỏi nó. Ngoài ra, việc phát triển máy bay ném bom hiện đại có khả năng bay siêu thanh sẽ là gánh nặng lớn đối với Lầu Năm góc và tính khả thi thấp. Để bù đắp lại việc bay ở tốc độ cận âm, máy bay ném bom tương lai của Mỹ vẫn dùng kết cấu cánh bay và áp dụng sâu công nghệ tàng hình.

Nguyên nhân khác nữa là việc Mỹ đã đạt được tiến bộ trong chế tạo hệ thống điện tử trên khoang tích hợp khả năng điều khiển quy mô toàn cầu của Lầu Năm góc, vũ khí và trang bị đối kháng điện tử nên không cần bay với tốc độ siêu thanh để bảo vệ bản thân máy bay khỏi ảnh hưởng của bom hạt nhân ném xuống. Có thể, Nga sẽ phát triển PAK DA theo hướng này. Theo đó, các hệ thống trên máy bay được thiết kế theo dạng module để thuận tiện cho công tác sửa chữa và nâng cấp sau này.