Thiết bị quang điện trên tàu hải quân

Vận hành hệ thống điều khiển, chỉ thị mục tiêu trên tàu hải quân ở trạng thái mô phỏng tại Viện Kỹ thuật Hải quân. Ảnh: VŨ HỒNG TRÂN

Trong những năm gần đây, những thành tựu mới của khoa học và công nghệ tác động sâu sắc đến mọi hoạt động của đời sống xã hội. Trong lĩnh vực quân sự, những phát triển mới của công nghệ điện tử-tin học, công nghệ vật liệu đã được ứng dụng trong nghiên cứu chế tạo vũ khí trang bị kỹ thuật quân sự, trong đó có các thiết bị quang điện thế hệ mới trên tàu hải quân.

Theo đánh giá của các chuyên gia quân sự, thiết bị quang điện thế hệ mới sẽ mang lại sự phát triển đột phá trên chiến trường số hóa thế kỷ 21. Trong tác chiến trên biển, các thiết bị quang điện thế hệ mới bảo đảm cho các tàu mặt nước, tàu ngầm và không quân của hải quân hoạt động trong điều kiện môi trường tác chiến biến đổi nhanh với khả năng thu thập thông tin tình báo, hình ảnh, khả năng dẫn đường, phát hiện và tiến công mục tiêu được tăng cường.

Gần đây nhất phải kể đến là công nghệ hồng ngoại mạng phẳng tập trung (FPA) không cần làm lạnh. Ưu điểm nổi bật của công nghệ FPA là sử dụng các cấu trúc có độ nhạy cảm rất nhỏ với nhiệt và giá thành rẻ. Thiết bị FPA thế hệ mới, bao gồm các thiết bị cảm biến phản ứng với bước sóng hồng ngoại để tạo hình ảnh, có thể hoạt động trong điều kiện nhiệt độ bình thường với độ nhạy tương đương với thiết bị FPA sử dụng chất bán dẫn làm lạnh bằng ni-tơ lỏng. Thiết bị cảm biến quang hồng ngoại lượng tử (QWIP) thế hệ mới bảo đảm cung cấp hình ảnh mục tiêu đa băng tần và nhiều màu sắc khác nhau với độ phân giải cao. Hãng Phi-mê-ca-ni-ca (I-ta-li-a) đã chế tạo thiết bị cảm biến ảnh nhiệt hồng ngoại sóng dài Sigma Hunter kết hợp sử dụng công nghệ QWIP. Thiết bị Sigma Hunter hai tọa độ sử dụng vật liệu kết hợp giữa ga-li a-sen (GaAs) và hợp kim nhôm. Nhờ đó, chúng có thể hoạt động trong các băng tần hồng ngoại sóng trung và sóng dài (từ 4 đến 12 mi-crô mét). Đặc biệt, chúng có khả năng làm việc trong điều kiện nhiệt độ cực thấp (-2730C) và có thể giảm tác động của nhiễu do điều kiện ánh sáng mờ gây ra.

Thiết bị cảm biến hồng ngoại nhìn phía trước (FLIR) thế hệ mới đã mang lại những khả năng mới cho các kíp lái máy bay và kíp thủy thủ trong thực hiện nhiệm vụ trinh sát cảnh giới, bao gồm cả nhiệm vụ trinh sát ven biển, phát hiện tàu ngầm, phát hiện các cuộc xâm nhập lên tàu và cảng biển và các hoạt động bí mật khác. Đặc biệt, nhờ khắc phục được những điểm yếu của các thiết bị FLIR trước đây như độ phân giải kém của ảnh cũng như độ nhạy của thiết bị trong điều kiện môi trường và mục tiêu thay đổi, các thiết bị FLIR thế hệ mới được đánh giá cao trong vai trò tự động theo dõi và phát hiện mục tiêu.

Hải quân Anh hiện đang sử dụng các thiết bị cảm biến FLIR trong vai trò theo dõi mục tiêu và kiểm soát hỏa lực cho các hệ thống pháo hải quân Mk38 và Mk45. Các thiết bị này sử dụng ca-mê-ra ảnh nhiệt tăng cường và ảnh vô tuyến độ phân giải cao trong điều kiện ban ngày và ban đêm, có thể thụ động theo dõi các mối đe dọa trên mặt biển và trên không. Hải quân Nam Phi sử dụng các hệ thống ra-đa quang điện tử RTS-6400 trên các tàu phri-gat lớp A-ma-tô-la. Hệ thống RTS-6400 kết hợp công nghệ giữa băng tần X và đơn xung, quang điện tử và công nghệ xử lý tín hiệu đốp-lơ tiên tiến có khả năng hoạt động cả ban ngày và ban đêm. Hải quân Mỹ cũng đưa vào trang bị nhiều hệ thống cảm biến FLIR thế hệ mới, đặc biệt là hệ thống Sea FLIR III. Đây là thiết bị cảm biến ảnh nhiệt tầm xa có thể hoạt động trong điều kiện thời tiết xấu, đặc biệt là khu vực ven biển và hải cảng. Thiết bị có thể cung cấp ảnh độ nét cao về mục tiêu trong điều kiện trời tối hoàn toàn. Tầm phát hiện và theo dõi mục tiêu của Sea FLIR III hơn 10km.

Gần đây, Hải quân Ô-xtrây-li-a đã lắp đặt các hệ thống phát hiện và theo dõi mục tiêu hồng ngoại (IRST) thế hệ ba có tên gọi Vampir NG trên các tàu phri-gat lớp ANZAC. Các hệ thống IRST là một thành phần của tổ hợp nhiều thiết bị cảm biến, có khả năng khắc phục các điểm yếu trong một chu kỳ phát hiện, nhận biết và theo dõi mục tiêu kịp thời trong điều kiện nhiễu tín hiệu và tiếng ồn của các mục tiêu trên không. Hệ thống IRST là hệ thống theo dõi mục tiêu thụ động, có thể thu thập thông tin từ xa bằng kỹ thuật phân vùng hình tam giác hoặc kết hợp với máy đo xa la-de. Tuy nhiên, nhược điểm của các hệ thống IRST là giá thành cao, không phù hợp với điều kiện kinh tế của các quốc gia trung bình và kém phát triển. Hơn nữa, các hệ thống này không phát huy được hiệu quả cao khi hoạt động trong môi trường ven biển. Do đó, các chuyên gia đang tập trung nghiên cứu sử dụng kết hợp công nghệ IRST với các hệ thống ra-đa, máy đo xa la-de cũng như các thiết bị chỉ thị mục tiêu quang học.