QĐND - Vấn đề phát triển vũ khí siêu thanh (vũ khí có vận tốc 5M trở lên) đang thu hút sự chú ý đặc biệt của các chuyên gia quân sự và đang được nghiên cứu phát triển tại nhiều cường quốc về hàng không trên thế giới. Những phát triển về khoa học công nghệ gần đây đã đem lại những bước tiến đáng kể và triển vọng phát triển một thế hệ vũ khí mới-vũ khí siêu thanh. Nếu phát triển thành công, đây sẽ là những mẫu vũ khí đặc biệt nguy hiểm, với tính năng vượt trội so với các hệ thống vũ khí tân tiến nhất hiện nay.

Điểm cốt yếu trong cấu trúc của các thiết bị bay siêu thanh này nằm ở thiết kế của loại động cơ ramjet-còn gọi là động cơ phản lực thẳng. Động cơ ramjet có cấu tạo khác với các loại động cơ phản lực thông thường: Thay vì sử dụng máy nén, động cơ phản lực thẳng dùng chính áp suất do luồng không khí ở tốc độ cao tạo ra để nén khí vào buồng đốt. Điều này khiến động cơ ramjet hoạt động hiệu quả ở các vận tốc rất lớn. Ý tưởng về việc sử dụng động cơ phản lực thẳng trong các thiết bị bay siêu thanh được bắt đầu nghiên cứu từ nhiều thập kỷ trước, tuy nhiên, còn rất nhiều trở ngại kỹ thuật khiến cho những mẫu thiết bị bay đó vẫn chưa được ứng dụng. Trở ngại lớn nhất đối với các thiết bị bay siêu thanh là sự quá tải nhiệt do ma sát với khí quyển. Ở vận tốc siêu thanh, nhiệt sinh ra do ma sát khí quyển có thể phá hủy cấu trúc vỏ và các thiết bị bên trong. Các thiết bị bay như vậy cần những cơ chế tản nhiệt đặc biệt, sức bền vật liệu cao và hệ thống điều khiển ổn định. Ngoài ra, động cơ ramjet cũng không thể hoạt động ở vận tốc thấp do không đủ áp suất. Để khởi động cho các thiết bị bay sử dụng ramjet cần thêm một động cơ phụ hoặc tên lửa đẩy.

Hình ảnh mô phỏng máy bay siêu thanh X-51A Waverider của Mỹ. Ảnh tư liệu.

Động cơ ramjet đã được sử dụng trong nhiều thiết bị bay siêu thanh và đạt được những kết quả đáng kể. Liên Xô (trước đây) đã chế tạo được thiết bị bay siêu thanh đầu tiên mang tên "Kholod" và đã bắt đầu phóng thử nghiệm tháng 11-1991. Thiết bị bay siêu thanh này đã được Nga tiếp tục phóng thử nghiệm nhiều lần và đạt vận tốc tối đa là 6,5M. Năm 2004, máy bay không người lái thử nghiệm X-43A của NASA đã đạt tới vận tốc 9,8M. Gần đây nhất, ngày 14-8-2012, Mỹ đã tiến hành phóng thử nghiệm thiết bị bay không người lái siêu thanh X-51 Waverider. Cuộc thử nghiệm thất bại khi chỉ 15 giây sau khi tách khỏi máy bay mang B-52, thiết bị bay X-51 đã mất điều khiển và vỡ vụn. Đây là lần phóng thử thứ ba của thiết bị bay thử nghiệm này. Lần phóng thử nghiệm đầu tiên của X-51 đã được thực hiện ngày 27-5-2010. X-51 Waverider đã bay liên tục trong 3 phút ở vận tốc 5M, phá kỷ lục về thời gian bay trong vận tốc siêu thanh trước đó thuộc về các công trình sư của Nga với thiết bị bay "Kholod".

X-51 là bước nhảy vọt về công nghệ của Mỹ. Thiết bị này đã duy trì được vận tốc 5M bằng nhiên liệu hàng không JP-7 chứ không phải hydro lỏng như các thiết bị dùng động cơ phản lực thẳng trước đó. Hydro có khả năng sinh nhiệt gấp 3 lần nhiên liệu cacbonhydrat thông thường. Tuy nhiên, đòi hỏi những điều kiện bảo quản đặc biệt và rất nguy hiểm, vì vậy nó thường được sử dụng trong các thí nghiệm chứ khó có thể ứng dụng rộng rãi như một loại nhiên liệu thông dụng. Việc sử dụng nhiên liệu thông thường cho thấy dự án X-51 đang hướng đến một sản phẩm có tính ứng dụng hàng loạt chứ không chỉ là một cuộc thí nghiệm khoa học đơn thuần. Nếu như vượt qua được quá trình thử nghiệm, X-51 có thể được cải tiến thành một mẫu tên lửa hành trình siêu thanh với tầm hoạt động ước tính khoảng 1.600km.

Các động cơ siêu thanh có nhiều triển vọng lớn trong lĩnh vực hàng không dân sự cũng như quân sự. Tuy nhiên, các ứng dụng quân sự của nó đang gây nhiều sự chú ý nhất. Các tên lửa và máy bay không người lái siêu thanh có thể trở thành vũ khí ưu việt trong lĩnh vực phòng không, phòng thủ tên lửa, tấn công các mục tiêu trên không, mặt đất và trên biển, trinh sát do thám. Việc phát hiện kịp thời và đối phó hiệu quả đối với các thiết bị bay ở vận tốc 6-7M là một khó khăn rất lớn ngay cả đối với các hệ thống phòng không tối tân. Ngoài ra, các phiên bản động cơ phản lực thẳng cỡ nhỏ dùng nhiên liệu rắn có thể được trang bị cho đạn pháo và tên lửa chống tăng nhằm tăng tầm bắn. Thế hệ vũ khí siêu thanh có thể sẽ là yếu tố tác động lớn đến xu hướng phát triển vũ khí và khoa học quân sự trong nhiều thập niên tới. Mỹ vẫn đang là nước dẫn đầu trong lĩnh vực này. Để tạo vị trí đối trọng, Nga cũng đã nối lại các chương trình phát triển sau một thời kỳ gián đoạn. Với những bước phát triển lớn về công nghệ gần đây, thế hệ vũ khí siêu thanh rất có thể sẽ sớm được phát triển hoàn thiện và bắt đầu được sử dụng trong tương lai không xa.

Phùng Kim Phương