Vì sao máy bay ném bom thế hệ mới của Nga chỉ có tốc độ cận âm?

Máy bay ném bom tầm xa mới của Nga sẽ vượt trội Mỹ

Sự lựa chọn khôn ngoan

Lựa chọn phương án máy bay ném bom tầm xa theo thiết kế của Tupolev, không quân Nga căn cứ vào một số yếu tố, trong đó bao gồm tốc độ, tầm hoạt động, tải trọng, diện tích phản xạ radar, dự toán chi phí, giá thành nghiên cứu và chế tạo...

Mỗi dự án đều có ưu và nhược điểm riêng, khiến Bộ Quốc phòng Nga rất khó khăn trong việc lựa chọn. Cụ thể: máy bay phải có tốc độ cao, khả năng tấn công mục tiêu trong lãnh thổ đối phương, mặt khác phải đảm bảo được tính năng tàng hình, hoặc phản xạ radar thấp, khó phát hiện.

Trên máy bay ném bom siêu âm cỡ lớn rất khó để triển khai công nghệ tàng hình hiện có, ví dụ động cơ phản lực của loại máy bay này cần cửa hút gió rộng, dạng chữ S.

Như vậy, cần phải giải quyết thỏa đáng giữa đảm bảo đủ lượng khí cung cấp cho động cơ với tính tàng hình, phản xạ radar thấp.

Dạng cong của cửa hút gió được thiết kế để chắn cánh quạt động cơ khỏi sóng radar, nhưng nó cũng làm cho áp suất không khí hạ thấp trước động cơ.

Bản thân động cơ kể cả các ống quạt gió cần phải phủ tối đa thân máy bay nhằm đảm bảo tránh dải hồng ngoại. Nhưng máy bay có tốc độ siêu âm và siêu thanh đành phải chấp nhận, chưa khắc phục được.

Ngoài ra, do tác động của luồng nhiệt phản lực ở tốc độ bay siêu âm nên không thể bao phủ được thân máy bay, thậm chí luồng nhiệt đó có thể kéo dài sau máy bay hàng chục mét.

Sử dụng công nghệ hình học tàng hình (dạng góc biến hình thân máy bay, răng cưa hay khớp panel) làm giảm đáng kể đặc tính khí động học của máy bay. Chỉ có sử dụng các loại vật liệu hấp thụ sóng radar mới không ảnh hưởng đến các đặc tính nói trên.

Những năm 1970, với việc sử dụng các công nghệ tàng hình khác nhau, Mỹ đã thiết kế chế tạo máy bay chiến đấu F-117 Nighthawk.

Loại máy bay này được phủ lớp vỏ gốm và hấp thụ bức xạ radar, thân máy bay được chế tạo “nhiều cạnh”. Radar thời kỳ đó thực sự rất khó phát hiện ra loại máy bay này.

Tuy nhiên do kết cấu đặc biệt của đặc tính khí động học, F-117 không chói sáng. Chính vì lý do này mà F-117 được chuyển đổi từ tiêm kích thành cường kích, F-117, tốc độ 990 km/h và tầm bay 1.720 km (phạm vi chiến đấu 860 km).

Công nghệ ngày nay cho phép chế tạo máy bay ném bom với thân “nhiều cạnh” bằng vật liệu composite, đảm bảo đặc tính khí động học cao. Ứng dụng công nghệ này, Mỹ đã chế tạo máy bay B-2.

Tuy nhiên, loại máy bay này có những hạn chế nhất định về tốc độ, kết cấu quá ư phức tạp, giá thành cao. Một chiếc B-2 nếu tính cả nghiên cứu thiết kế, thử nghiệm và sản xuất có giá khoảng 2 tỷ USD.

Với trình độ phát triển công nghệ hiện nay thì việc nghiên cứu, chế tạo máy bay ném bom siêu âm ở Nga sẽ có nhiều rủi ro, cộng với thời gian dài để thử nghiệm, xác suất chuyển dịch, thời hạn và sự gia tăng chi phí của dự án.

Máy bay siêu âm phải có dạng khí động học lý tưởng gần như hoàn hảo, và nó không hoàn toàn đồng nhất với những đặc tính tàng hình dạng hình học.

Sự ưu việt của tốc độ thấp

Lựa chọn máy bay ném bom cận âm có vẻ hợp lý nhất. Đề án “cánh bay” tự nó đã làm cho radar khó phát hiện. Hầu hết các giải pháp kỹ thuật đã được xử lý, dù thực tế “cánh bay” chưa từng được trang bị trong không quân Nga.

Tuy nhiên, có thể cũng có những rủi ro nhất định, như việc lái máy bay có kết cấu theo sơ đồ “cánh bay” sẽ rất phức tạp.

Do đó, máy bay chắc chắn cần phải thiết kế lắp đặt hệ thống máy tính hoàn chỉnh, hệ thống dẫn đường điện tử hoặc điều khiển quang học và hệ thống định vị, tương tự như máy bay ném bom tầm xa dưới âm B-2 của Mỹ.

Điều khiển máy bay là vấn đề phức tạp vì việc cất cánh, quá trình bay và hạ cánh đều do hệ thống máy tính đảm nhiệm. Phi công chỉ giữ vai trò kiểm soát khi máy bay hạ, cất cánh, điều chỉnh nhiệm vụ bay nếu có, thay đổi và sử dụng vũ khí.

Lập trình như vậy nên đòi hỏi toàn bộ hệ thống máy tính trên máy bay phải hoạt động tốt, tin cậy, chỉ cần một bộ phận hỏng hóc là mọi chuyện sẽ kết thúc thất bại, hoặc ít nhất là tai nạn.

Điều này có nghĩa việc chế tạo “cánh bay” ở Nga đòi hỏi phải tiến hành trên mọi khía cạnh từ công tác nghiên cứu khoa học, kết cấu thử nghiệm công trình, kể cả trong lĩnh vực điện tử.

Máy bay ném bom cận âm có nhiều ưu điểm vì nó mang được lượng bom đạn lớn và thời gian bay dài. Máy bay lắp đặt động cơ turbine phản lực 2 viền khí. Ưu điểm của loại động cơ này rất nhiều.

Ví dụ, động cơ turbine phản lực D-30KP-2 (được sử dụng cho máy bay Il-76) có sức đẩy lên tới 6.800 kgf (kg lực) và tiêu thụ 0,79 kg nhiên liệu/ kgf/ giờ bay.

Tương ứng động cơ AL-31F (trang bị cho Su-27) đạt 7.800 kgf (12.500 kgf chế độ đốt sau) và 0,75 kg nhiên liệu/ kgf/ giờ bay.

Quyết định phát triển máy bay ném bom cận âm của Nga là hoàn toàn phù hợp với xu hướng chung trên thế giới. Ví dụ, vào những năm 2000, Mỹ đã xây dựng kế hoạch nghiên cứu chế tạo máy bay ném bom siêu âm tầm xa mới, nhưng năm 2009 ý tưởng này đã bị hủy bỏ.

Khả năng bay siêu âm đối với máy bay ném bom trước đây là một trong những phương thức chọc thủng hệ thống phòng không đối phương. Theo cách tiếp cận này, Nga chế tạo Tu-160, tương tự Mỹ có B-1B.

Tuy nhiên, các phương tiện phòng không hiện đại đã đảm bảo tiêu diệt được phương tiện bay tốc độ lớn (khoảng 4,8 km/giây đối với S-400).

Chế tạo phương tiện bay tốc độ cao có khả năng chọc thủng hệ thống phòng không hiện đại như quân đội Mỹ là quá đắt, thậm chí ngân sách Mỹ cũng không đảm bảo được 100%.

Vì vậy, Lầu Năm Góc đã quyết định chế tạo máy bay ném bom tương lai NGB với việc ứng dụng tối đa công nghệ tàng hình. Loại máy bay này cũng được thiết kế theo sơ đồ “cánh bay” và sẽ có tốc độ cận âm

Máy bay Mỹ sẽ được lắp đặt thiết bị bảo vệ NBC, hệ thống điện tử vô tuyến được kết nối với mạng thông tin toàn cầu của Lầu Năm Góc, cũng như các loại vũ khí hiện đại và thiết bị chế áp điện tử.

Không loại trừ khả năng PAK DA của Nga cũng sẽ được thiết kế, chế tạo và trang bị theo nguyên tắc này, có chăng chỉ khác tính chất module.

Trong tương lai, PAK DA sẽ cho phép trong thời gian ngắn tiến hành hiện đại hóa những trang bị thiết yếu và rút ngắn thời gian chuẩn bị đưa máy bay vào thực hiện các nhiệm vụ khác nhau.

Trong không quân tầm xa của Nga PAK DA sẽ dần thay thế Tu-160, Tu-95MS và thậm chí cả Tu-22M3.