Khả năng làm chủ màn đêm

Trong Chiến tranh thế giới thứ hai, việc sử dụng radar cho phép quân Đồng minh có thể nhìn xuyên mây và các điều kiện thời tiết bất lợi khác từ khoảng cách xa. Đây có thể coi là một trong những lợi thế vô giá, đưa đến sự khác biệt sống còn trong các cuộc đối đầu. Xuất hiện muộn hơn, các khí tài quang điện tử cho phép người lính có thể nhìn trong đêm, đưa lại những lợi thế quan trọng so với radar như độ phân giải cao, ánh sáng nhìn thấy, giữ được bí mật do sự vắng mặt của phát xạ. Tương tự ảnh hưởng của công nghệ radar, việc sở hữu công nghệ quang điện tử nhìn đêm cho phép quân đội các nước hiện đại có ưu thế chiến thuật đáng kể trong các cuộc xung đột thời kỳ sau này, đó là khả năng làm chủ màn đêm.

Sử dụng sóng điện từ có bước sóng trong khoảng 1-30µm, nằm giữa khoảng ánh sáng nhìn thấy và sóng radar, trùng với đỉnh bức xạ của các vật thể có nhiệt độ xấp xỉ môi trường trên trái đất và cơ thể người, camera ảnh nhiệt là phương tiện quan sát có nhiều lợi thế so với quang học truyền thống và radar. Đặc trưng nổi bật nhất là khả năng nhìn đêm. Cảnh vật vào ban đêm thậm chí còn nét và có độ tương phản cao hơn so với ban ngày. Do dựa vào ánh sáng bức xạ nhiều hơn ánh sáng phản xạ, ảnh nhiệt cho phép dễ dàng phát hiện và làm nổi bật nguồn phát nhiệt, tương ứng với cơ thể người hoặc động cơ máy móc. Ảnh nhiệt còn có độ chi tiết tốt và trực quan như cảnh nhìn bằng mắt thường, trong khi vẫn giữ được bản chất thụ động, bảo đảm khả năng hoạt động bí mật, khó bị phát hiện. Nằm ở vùng chuyển giao của bức tranh ánh sáng bức xạ và phản xạ từ cảnh vật, quang điện tử hồng ngoại có thể tận dụng được lợi thế của cả hai loại ảnh để thu được những thông tin có giá trị nhất, vừa hoạt động tốt hơn trong điều kiện ánh sáng và thời tiết hạn chế, vừa cho độ chi tiết cao.

Với những ưu thế của mình, thiết bị quang điện tử hồng ngoại xuất hiện dưới dạng thử nghiệm từ Chiến tranh thế giới thứ hai, bắt đầu sử dụng ở thực địa vào cuối chiến tranh xâm lược của Mỹ tại Việt Nam. Các thiết bị này cũng được sử dụng trong chiến tranh vùng Vịnh, trở thành nhân tố mang vai trò chiến lược.

 Hệ thống súng máy tự động dẫn bắn bởi thiết bị quang điện tử. Ảnh tư liệu

Trong cuộc chiến tranh xâm lược của Mỹ tại Việt Nam, vào thập niên 1970, không quân Mỹ đã sử dụng máy quét hồng ngoại (FLIR) để phát hiện các động cơ xe tải di chuyển trên đường mòn Hồ Chí Minh. Trong cuộc chiến của Liên Xô tại Afghanistan, sự xuất hiện của tên lửa đất đối không tầm nhiệt vác vai Stinger bên phía lực lượng Mujahideen đã góp phần làm thay đổi cục diện cuộc chiến. Trong chiến dịch Bão táp sa mạc trong chiến tranh vùng Vịnh năm 1991, quân đội Mỹ đã tiêu diệt số lượng lớn xe tăng và các điểm chốt của quân Iraq nhờ vào các ảnh nhiệt hồng ngoại tiên tiến, cho phép họ có thể phát hiện ra dấu hiệu xe tăng trong màn đêm, khi chúng nổi trắng lên trên phông nền lạnh của sa mạc. Các hệ thống trinh sát trên không, kết hợp giữa radar và quang điện tử hồng ngoại cũng giúp quân Mỹ có thể nhìn thấy rõ việc di chuyển của quân Iraq trong đêm mà không để cho đối phương biết đến. Mới đây nhất, hệ thống chỉ thị mục tiêu bằng quang điện tử hồng ngoại được lắp trên các máy bay không người lái cũng đã “làm mưa làm gió” trong chiến tranh Armenia-Azerbaijan.

Yêu cầu nhìn thấy đối thủ trước, xa hơn và rõ hơn

Đến nay, quang điện tử đã trở thành lĩnh vực không thể thiếu trong tác chiến hiện đại, từ quan sát, trinh sát, giám sát, cảnh báo, chỉ thị mục tiêu, điều khiển hỏa lực đến dẫn đường. Trong mỗi ứng dụng, quang điện tử hồng ngoại đã phát triển thành nhiều chủng loại và có mặt trong các cấp độ, từ các hệ thống vũ khí chiến lược đến các khí tài mang tính chiến thuật. Có thể chia ứng dụng của sản phẩm quang điện tử hồng ngoại thành 3 nhóm trong tác chiến hiện đại với các vai trò là hỗ trợ, tấn công và phòng thủ.

Hỗ trợ (hệ thống quan sát, giám sát, trinh sát quang điện tử): Các lợi thế của ảnh nhiệt đã biến nó trở thành thành phần quan trọng hàng đầu cùng với radar trong tác chiến hiện đại, có mặt trong các hệ thống trinh sát, giám sát và quan sát hiện đại, từ các phương tiện chiến đấu chiến lược như máy bay chiến đấu, trực thăng, UAV, hệ thống chỉ thị mục tiêu, kính ngắm, đến các thiết bị quan sát cho từng người lính.

Tấn công (đầu dẫn hồng ngoại (Infrared homing): Dẫn đường hồng ngoại (IR guidance) là hệ thống dẫn đường vũ khí thụ động, sử dụng bức xạ hồng ngoại từ đối tượng để phát hiện và bắt bám. Do đặc tính thụ động và hoạt động tốt vào ban đêm, vũ khí sử dụng đầu dẫn hồng ngoại hết sức lợi hại bởi tính bất ngờ và độ chính xác cao. Đầu dẫn hồng ngoại có mặt trong các tên lửa không đối không tầm gần phổ biến nhất như AIM-9X Sidewinder (Mỹ), R-73 (Nga), Chinese PL-10 (Trung Quốc), Python-5 (Israel)... tên lửa đất đối không vác vai (MANPADS) như FIM-92 Stinger (Mỹ), Igla (Nga) hay tên lửa chống tăng Javelin (Mỹ), Spike (Israel)...

Với kích thước nhỏ, các tên lửa mang đầu dẫn hồng ngoại có thể có bệ phóng trên các điểm cố định, trên các phương tiện cơ động hoặc vác vai. Tính ưu việt của tên lửa tầm nhiệt đã giúp chúng trở nên ngày càng phổ biến. Hiện nay, gần như tất cả các máy bay chiến đấu đều mang theo những quả tên lửa tầm nhiệt đa dụng (all-aspect), trong khi ở biên chế đơn vị lục quân hiện đại, cho đến mức trung đội đều được trang bị tên lửa tầm nhiệt vác vai. Sự phổ biến và thành công của tên lửa tầm nhiệt thể hiện ở con số thống kê 90% máy bay thiệt hại của Mỹ trong 25 năm qua đến từ tên lửa có đầu dẫn hồng ngoại(*) .

Phòng thủ (hệ thống cảnh báo sớm (IR early warning systems): Lý do chính của việc các tên lửa tầm nhiệt thụ động hoạt động hết sức hiệu quả nằm ở khó khăn của đối tượng bị tấn công trong việc phát hiện và cảnh báo sớm. Hai yêu cầu quan trọng nhất cho hệ thống cảnh báo là phải kịp thời và chính xác. Khi các mối đe dọa từ các phương tiện chiến tranh hiện đại như tên lửa tầm nhiệt, laser, có thời gian tác chiến rất ngắn, thời gian phản ứng để sử dụng các biện pháp đối phó chỉ trong vòng vài giây. Hệ thống cảnh báo thụ động làm bằng cảm biến tia cực tím (UV) và tia hồng ngoại cho phép phát hiện đuôi xả tên lửa và cảnh báo sớm.

Tương hợp hoàn toàn với công nghệ số, quang điện tử cho phép thu thập dữ liệu, xử lý tín hiệu và ra lệnh điều khiển trong thời gian thực. Các camera ảnh nhiệt cho phép phát hiện tên lửa đến, phát hiện bị khóa bằng tia laser, đánh giá tình hình, tự động báo động và kích hoạt biện pháp đối phó kịp thời, trở thành hệ thống cảnh báo tên lửa và laser phổ biến nhất hiện nay.

Công nghệ quang điện tử ngày càng trở nên phổ biến. Các nước phát triển vẫn không ngừng cải tiến và nâng cấp các hệ thống của mình nhằm tạo ra khoảng cách an toàn với các nước bám đuổi phía sau. Mục tiêu là nhìn thấy đối thủ trước, nhìn thấy xa hơn, nhìn thấy rõ hơn. Sản phẩm quang điện tử từ khi ra đời đã trải qua nhiều thế hệ, đi kèm với những đột phá trong các công nghệ về cảm biến, công nghệ quang học và điều khiển tự động.

(*) Large Aircraft Infrared Countermeasures-LAIRCM, Turpin, Lauri, 440th Airlift Wing, USAF (2009).

HOÀNG MINH ANH, Trung tâm Quang điện tử, Tổng công ty Công nghiệp Công nghệ cao Viettel (VHT)