Lớp sơn phủ tàng hình – công nghệ đặc biệt của máy bay chiến đấu thế hệ 5

Lớp sơn phủ tàng hình là gì?

Các dòng máy bay thế hệ thứ 5 thường được áp dụng công nghệ đặc biệt là lớp sơn phủ và vật liệu hấp thụ sóng radar (RPM). Chúng là vật liệu đặc biệt được xử lý ở cấp phân tử để làm tán xạ hoặc hấp thụ trực tiếp các luồng sóng vô tuyến chiếu tới từ đó tạo ra khả năng tàng hình của vật thể được bảo vệ.

Một trong những loại RPM phổ biến nhất là sử dụng công nghệ hạt sắt siêu nhỏ. Theo đó, lớp RPM được xử lý đặc biệt sao cho chúng chứa các hạt bóng rỗng ruột làm từ sắt từ tính. Lớp vật liệu này tương tác với nhau tạo ra lưới từ trường có khả năng hấp thụ sóng radar chiếu tới và biến chúng thành nhiệt. Khi không có sóng phản xạ, hệ thống radar cảnh giới của đối phương sẽ khó phát hiện ra vật thể bay được bảo vệ. Kết hợp với hình dáng đặc biệt của phương tiện bay, hiệu quả tàng hình sẽ được nâng lên nhiều lần. Lớp phủ RPM như vậy đã được áp dụng trên dòng máy bay trinh sát siêu thanh SR-71 Blackbird, F-117 Night Hawk và B-2 Spirit.

Không khó để nhận ra lớp sơn phủ đặc biệt áp dụng trên các dòng máy bay chiến đấu thế hệ thứ 5.

Một công nghệ RPM khác là tán xạ sóng. Lớp vật liệu đặc biệt này được phủ lên bề mặt vật thể được bảo vệ một lớp dày tương ứng khoảng 1/4 bước sóng radar cần vô hiệu hóa. Công nghệ này tạo ra hàng tỷ đa giác siêu nhỏ trên bề mặt, khiến các chùm radar chiếu tới bị tán xạ ra nhiều hướng khác nhau, không tập trung phản xạ về một hướng như truyền thống để làm giảm khả năng bị phát hiện của mục tiêu.

Do công nghệ RPM là bí mật quân sự hàng đầu nên cả hai siêu cường đang sở hữu công nghệ máy bay chiến đấu thế hệ thứ 5 trên thế giới là Nga và Mỹ đều rất ít được công khai. Tuy nhiên, từ các hình ảnh được công bố, một số đặc điểm của công nghệ RPM đã được giới quan sát quân sự quốc tế nhận diện. Cụ thể, toàn bộ khoang lái của cả máy bay Su-57 và F-22 đều được phủ một lớp vật liệu đặc biệt để hạn chế sóng radar và tín hiệu hồng ngoại đi qua. Trong kết cấu bán cầu phía trước của máy bay, cabin lái với kết cấu góc cạnh cùng với phi công là nơi phản hồi tín hiệu mạnh mất. Để che giấu khu vực này, toàn bộ kính lái của máy bay được phủ lớp RPM đặc biệt. Theo các chuyên gia Nga, cabin lái của Su-57 được áp dụng rộng rãi vật liệu composite kết hợp với lớp sơn phủ đặc biệt để giảm 30% tín hiệu radar, quang-hồng ngoại phản hồi, cũng như tăng gấp đôi khả năng hấp thụ sóng vô tuyến chiếu tới.

Không chỉ có Su-57, công nghệ RPM cũng được áp dụng rộng rãi trên hàng loạt máy bay chiến đấu thế hệ 4 và 4+ như: Su-30, Su-34, Su-35, MiG-29K. Nga ứng dụng công nghệ RPM nano với các hạt oxit kim loại có đường kính 70-90nm. Trong các thử nghiệm chiến đấu thực tế, công nghệ RPM đã chứng minh được hiệu quả, không chỉ mang lại khả năng tàng hình cho máy bay, mà còn giúp bảo vệ phi công khỏi các yếu tố gây hại khác như: Bức xạ nhiệt, tia tử ngoại…

Trong 10 năm qua, công nghệ RPM đã có nhiều bước tiến đáng kể. Lớp phủ RPM đã có thể kết hợp cùng lúc được hai tính năng là hấp thụ và tán xạ sóng radar có bước sóng nhất định. Thành phần của lớp phủ RPM có thể thay đổi tùy theo các loại khí tài trinh sát và hệ thống radar đối phương sở hữu. Dù các thông tin được công khai rất hạn chế, nhưng đây là cách làm hiệu quả nhất với nền tảng công nghệ tàng hình hiện tại.

Ngoài các lớp phủ RPM, một trong những công nghệ được chú ý gần đây là lớp phủ hấp thụ sóng đặc biệt plasma. Bản chất của vật liệu plasma là các hạt điện tích được ion hóa ở mức cực đại và trung hòa về điện tích. Chúng có khả năng hấp thụ phần lớn các chùm sóng radar chiếu tới và tạo ra khả năng tàng hình cho máy bay. Dù mức độ ứng dụng công nghệ này trên các dòng máy bay chiến đấu không được công bố rõ, nhưng đã có thông tin về việc kính lái của nhiều dòng máy bay chiến đấu được phủ một lớp vật liệu plasma bằng công nghệ ép chân không.

Buồng lái của máy bay luôn là nơi bộc lộ tín hiệu phản xạ mạnh nhất nên cần các giải pháp lớp phủ đặc biệt không ảnh hưởng tới hoạt động của phi công.

Công nghệ tàng hình liệu có hiệu quả như mong muốn?

Bất chấp những lời quảng cáo có cánh, hiệu quả thực sự của lớp phủ tàng hình đang khiến giới chuyên gia nghi ngờ về hiệu quả thực chiến của nó so với mức chi phí bỏ ra để duy trì. Trong khi máy bay Su-57 của Nga vẫn chưa có nhiều cơ hội thể hiện, thì các dòng máy bay chiến đấu thế hệ thứ 5 của Mỹ là F-22 Raptor và F-35 Lightning II đã chứng minh “hiện đại đi liền với hại điện” của lớp phủ RPM trong thực tế chiến đấu.

Trong các nhiệm vụ tác chiến tại môi trường sa mạc Syria, lớp phủ RPM của máy bay F-22 đã bong ra từng mảng khi gặp phải các cơn bão cát. Việc bong tróc lớp RPM đồng nghĩa với việc “Chim ăn thịt” của Mỹ đã mất một phần khả năng tàng hình. Ngoài ra, một vấn đề lớn khác là việc sơn phủ RPM lại không chỉ tốn thời gian, mà còn tiêu tốn hàng triệu USD cho mỗi lần thực hiện.

Không chỉ có F-22, trong năm 2019, hãng tin Bloomberg dẫn nguồn tin từ Bộ Quốc phòng Mỹ cũng đã nêu ra vấn đề bong tróc lớp phủ RPM trên máy bay F-35B (phiên bản dành cho Thủy quân lục chiến Mỹ). Tuổi thọ của các lớp phủ RPM ngắn hơn nhiều so với thiết kế ban đầu của máy bay. Trong các chuyến bay thử nghiệm ở tốc độ siêu thanh, toàn bộ lớp sơn ở đuôi máy bay đã bị phồng lên và bong ra do nhiệt và áp suất cao. Chính vì vấn đề này, quân đội Mỹ đã phải áp dụng giới hạn tốc độ bay cận âm đối với các máy bay F-35 đã đưa vào trang bị.

Mới đây, trả lời phỏng vấn hãng tin quân sự Defense News, phi công thử nghiệm William Flynn cho rằng, vấn đề bong tróc lớp phủ RPM của F-35 chỉ xuất hiện khi máy bay hoạt động ở tốc độ cực đại Mach 1.6 và trong điều kiện chiến đấu rất ít khi gặp phải trường hợp tương tự. Tuy nhiên, lời giải thích này không giúp giới chuyên gia quân sự bớt hoài nghi về hiệu quả thực sự của các lớp sơn phủ tàng hình.

Khả năng tàng hình là yếu tố quan trọng, nhưng đánh đổi quá nhiều yếu tố kỹ thuật và tài chính để có được khả năng này liệu có đáng?

Một vấn đề quan trong khác là lớp phủ RPM không phải có hiệu quả với mọi bước sóng radar. Chúng chỉ được tối ưu cho một số bước sóng nhất định ở băng tần mm, cm hoặc dm. Hiệu quả này sẽ giảm nhiều lần ở băng tần m. Như vậy, để có được khả năng tàng hình, các dòng máy bay chiến đấu thế hệ thứ 5 đã phải đánh đổi về mặt chi phí, sự phức tạp công nghệ và dễ tổn thương trước các môi trường thời tiết. Để giải quyết câu hỏi ở thời điểm hiện tại là rất khó và phải chờ sự tiến bộ của công nghệ RPM trong tương lai!

TUẤN SƠN (tổng hợp theo Topwar, DefenseTalk, Lenta)