Không lực Nga vs Mỹ

[sinhviengià]

Cuối tuần rảnh có câu chuyện ngày xưa kể cho các bác.
Câu chuyện máy bay tàng hình.

Một máy bay kỳ lạ cất cánh từ sân bay ở Thổ Nhỉ Kỳ. Bay ở độ cao thấp, phi công hướng máy bay về vùng trời tối đen gần biên giới LX. Đây là 1 nhiệm vụ quen thuộc, thường được thực hiện bởi Anh hoặc Mỹ. Chúng tôi muốn biết hệ thống phòng không chủa LX tốt như thế nào, vì vậy chúng tôi kiểm tra nó.

Chiếc máy bay hướng thẳng về phía biên giới, và hệ thống do thám trên máy bay sẳn sàng để ghi nhận dữ liệu. Mọi hoạt động của radar và truyền thông trong khu vực được kiểm soát cẩn thận. Chúng tôi muốn biết chính xác khi nào máy bay bị phát hiện, bởi loại radar nào, và loại tên lửa phòng hkông nào sẽ được lệnh sẵn sàng trong trạng thái báo động.

Đây là trò chơi mà chúng tôi chơi: Bao xa chúng tôi có thể đạt tới, mất bao lâu thì chúng tôi bị phát hiện. Nếu chúng tôi tiến lại gần so với thời gian trước kia, chúng tôi thắng. Nếu họ phát hiện chúng tôi sớm hơn, họ thắng.
Nhưng tối nay, chúng tôi thay đổi luật chơi chút xíu. Phi công bay dọc theo đường biên giới. Màn hình hiển thị những trạm radar dọc biên giới.Tình hình vẫn bình thường, họ chưa phát hiện ra máy bay. Phi công thực hiện giai đoạn 2 cua kế hoạch, hướng lên phía Bắc, đi vào biên giới LX. Nhẹ nhàng và thận trọng, ông không muốn đánh thức con gấu đang ngủ, chỉ muốn vờn trước mũi nó 1 chút.

Phi công để ý đến hệ thống SAM ở hướng Bắc 1 thị trấn nhỏ có tên Brodilovo, nằm về đông nam của Bulgaria. Radar hiển thị 1 hệ thống SA-10 trong khu vực đang hoạt động. Phi công hướng về phía radar, xem thử có sự thay đổi nào không. Semiactive doppler radar quét 1 dải rộng nhưng không phát hiện gì. Phạm vi hiệu quả của loại radar này được cho là 320km. Phi công mỉm cười khi ông đạt tới khaỏng cách 250km. Nụ cười biến mất và ông đổ mồ hôi khi tiến vào phạm vi 120km, đây là phạm vi nguy hiểm của tên lửa SA-10. vào phạm vi 90km, radar vẫn còn quét tìm kiếm mục tiêu, tuy nhiên phạm vi quét đã thu hẹp vào phía máy bay. Họ biết máy bay trong khu vực này, nhưng tín hiệu không tốt đủ để khóa mục tiêu.

Phi công kiểm tra bản đồ, dòng sông Veleka đang ở phía trước. Phi công kiểm tra màn hình hiển thị hồng ngoại một dãi tối đen bên dưới. Ông giảm độ cao, hướng máy bay dọc theo con sông. Ở độ cao 100 feet, radar chuyển qua trạng thái hoạt động bình thường nghĩa là mục tiêu đã biến mất. Nếu lúc này họ có phái vài chiếc Mig lên kiểm tra thì cũng đã quá trể.

Vài phút sau phi công đã vượt qua biên giới Bulgarian và tiến vào biển Đen. Chúng tôi đã chiến thắng trò chơi. Còn nhiều ví dụ tương tự như vậy. Điều gì làm cho máy bay này khác với loại thông thường vốn đã bị phát hiện từ trong biên giới Thổ Nhĩ Ký? Đây là máy bay tàng hình.

 

[sinhviengià]

Công nghệ tàng hình là gì?


Cụm từ Stealth-tàng hình được dùng trong công nghiệp không gian, nhưng đây là 1 dự án lớn hơn của quân đội triển khai trong nhiều năm. Đây là công nghệ Low Observability - LO.
Điểm nhấn của công nghệ tàng hình là làm sao để không bị radar phát hiện. Muốn vậy, 6 vấn đề sau phải được giải quyết.
- Infrared - hồng ngoại, tín hiệu nhiệt của máy bay.
- Acoustic - Âm thanh, tức tiếng ồn máy bay tạo ra.
- Visual appearance - sự hiển thị, có thể bị phát hiện bằng mắt thường.
- Smoke emitted - khói thải từ động cơ là 1 dấu hiệu lớn chỉ điểm máy bay.
- Contrails - viết tắt của Condensation trails, tức sự ngưng tụ hơi nước tạo thành dải sau đuôi máy bay.
- Radar Cross Section - tức sự hiển thị máy bay trên radar
Mặc dù tất cả những vấn đề trên cực kỳ quan trọng, sự phụ thuộc vào công nghệ cao để giảm RCS chính là chìa khóa quan trọng nhất.

 

[sinhviengià]

Radar Cross Section (RCS).

Radar hoạt động bằng cách gửi đi những tín hiệu sóng, khi gặp vật cản, nó sẽ phản hồi tín hiệu về và hiển thị trên màn hình. bản chất của sóng cũng hoạt động như tia sáng mặt trời. Cũng như nơi bạn đứng dưới mặt trời, 1 phần máy bay cũng bị chiếu sáng dưới mặt trời. Họ gọi là gliting- sự phản chiếu.


Như vậy khi 1 máy bay bình thường bị trúng sóng radar, luôn có 1 phần bề mặt máy bay phản hồi tín hiệu.
Những bề mặt rộng, bằng phẳng sẽ gửi tín hiệu phản hồi về 1 hướng. Những phần khác như cánh, thân máy bay gồ ghề có thể gửi tín hiệu phản xạ yếu hay mạnh hơn bình thường về nhiều hướng. Có vài phần như cửa hút gió của động cơ, tín hiệu bị mắc kẹt. Trường hợp này tín hiệu sẽ cộng hưởng và gửi trả tín hiệu phản xạ về mọi hướng.

Trong giai đoạn đầu phát triển radar, người ta tìm kiếm 1 tiêu chuẩn để đánh giá khả năng phản hồi tín hiệu radar. Một tiêu chuẩn gọi là RCS ra đời.
RCS được tính bằng cách xác định tổng năng lượng của radar phản xạ bởi chủ thể. Sau đ1o tính toán để xác định kích thước của tín hiệu phản xạ về với cùng một lượng năng lượng radar.

Điều chú ý là kích cở RCS không liên quan tới kích cở của máy bay, nó ảnh hưởng bởi sự phản xạ mạnh hay yếu của tín hiệu. Những bề mặt rộng, phẳng phản xạ tín hiệu rất tốt.

F-15 có RCS khoảng 25 m2 khi nhìn ở broadside. Nhưng con số RCS cũng có thể đạt tới 400m2 tùy theo thiết kế máy bay. Con số khổng lồ này chính là do thiết kế máy bay không tính đến yếu tố giảm phản xạ.
Khi yếu tố giảm RCS là chính thì nó có thể cải thiện rất nhiều.

Máy bay tiêm kích thường cho RCS khoảng 6m2 ở mặt trước. Khi con số RCS mặt chính diện đạt tới 0.01m2 thì chính là đang nói đến máy bay tàng hình. Nó tương đương hiển thị của 1 con chim cỡ trung bình.

 

[sinhviengià]

Giảm RCS


Có vẻ rất khó để giảm RCS cho 1 máy bay bình thường. Tuy nhiên khi người ta nghiên cứu lý do khiến máy bay phản xạ radar mạnh, thì họ cũng biết cách để giảm nó xuống.
Có 1 số biện pháp như sơn đặc biệt hấp thụ sóng radar và các vật liệu để giảm RCS của máy bay bình thường. Tuy nhiên lý do làm giảm RCS nhiều nhất chính là thay đổi thiết kế khung máy bay.
Vì kích thước và khối lượng không phải là yếu tố chính trong RCS, bề rộng của thiết kế được quan tâm tới. Một giả thiết là RCS từ mọi góc độ sẽ không thể giảm, đây là việc phải cân nhắc để thõa hiệp cách tối ưu nhất, chứ không thể tuyệt đối.

Nếu khu vực quan tâm chính là mặt trước và mặt cạnh, thì RCS tại phần trên và phần cuối sẽ không đạt tốt như vậy (Chúng ta thấy F-117 và B-2 đặt động cơ trên lưng, chính là phản ánh quan điểm vừa nêu - chú trọng mặt bên dưới cũng như chính diện và cạnh).
May mắn là chỉ có ít radar có thể quét thẳng lên hoặc xuống.
Một khả năng nửa là nếu máy bay không đảm nhiệm việc phòng vệ thì nó không cần phải cơ động, điều này làm cho việc thiết kế dễ dàng hơn.

Với những ý kiến trên, người thiết kế phải làm sao hạn chế nhửng bề mặt phẳng, rộng vì nó phản xạ rất tốt. Những góc cạnh như góc vuông phải bỏ càng nhiều càng tốt. Những góc cạnh ở cánh và thân phải quan tâm. góc vuông làm cho tín hiệu dội vào 1 bề mặt, phản xạ qua 1 bề mặt khác rồi quay ngược về đầu thu tín hiệu, làm tăng RCS rất nhiều.
Tuy nhiên cũng không phải các mặt phẳng và rộng sẽ không được xử dụng, chỉ là quan tâm đến nó để hạn chế sự phản xạ tín hiệu về nguồn.

Một điều mà người thiết kế cũng quan tâm, nếu máy bay chiến đấu thì nó phải mang vũ khí. Nếu bạn treo bom và tên lửa bên ngoài thì bạn đang phí công để chế tạo máy bay tàng hình đấy.
Các vũ khí có RCS tương đương 1 chiếc máy bay. Do đó vũ khí treo trong thân là bắt buộc. Điều này làm giảm chỗ cho nhiên liệu, tuy nhiên phải đánh đổi thôi.
　
Một cách nửa để giảm RCS là dùng vật liệu RAM, Radar Absorbing Materials . Đây là 1 hợp chất giữa cacbon và các hợp chất của sắt hoặc muối liên quan tới polymers. Vật liệu này rất tốt trong việc hấp thu năng lượng sóng và chuyển nó thành nhiệt. Nhiệt này dễ dàng biến mất trong thân máy bay. Khi vật liệu này kết hợp với hợp chất nhựa, nó tạo thành 1 loại vật liệu cứng hơn thép, nhẹ hơn nhôm 30%. Họ dùng nó như là lớp da của máy bay hoặc các bộ phận đặc biệt.

 

[cowardsp]

sân chơi chừ chỉ còn có hai cao thủ" bác Giáo già và sinh viên già...

 

[sinhviengià]

Hì...em mà cao nỗi gì. Mấy cái này là sách nói đó. Công nghệ Mỹ thôi, còn công nghệ dùng sóng của Nga thì Mỹ chắc không sài nên không nghe đề cập. Mai em viết tiếp cái lịch sử công nghệ tàng hình để các bác xem cho vui.

 

[Giáo Già]

Đó là nhờ cấu trúc khung và mạch bù pha làm thay đổi bước sóng của sóng phản hồi. Vậy em xin hỏi: Làm sao cái cấu trúc khung sườn đó đáp ứng nhiều bước sóng khác nhau? vì thực chất nếu có cái khung như vậy, em tin rằng nó chỉ phù hợp với 1 chỉ số bước sóng duy nhất mà thôi. Nên nhớ là theo nhu cầu thì không thể để thoát 1 tần số sóng nào hết!
................................
Chào bạn Ma Thuật,

Xin cứ hiểu sóng, xung rada bản chất chúng là sóng điện từ trường, đóng vai trò nguồn, cái khung máy bay là ...cuộn dây. Nguồn ra cái gì khung dây nó phản ánh cái đó (dòng điện bao nhiêu có từ trường sinh ra tương ứng; hoặc từ trường thế nào sinh ra dòng tương ứng). Rõ là cả "nguồn" và "khung dây" đều chơi nhau với vận tốc ...ánh sáng cả. Khác nhau chút ít ở cường độ (biên độ) và tần số do thất thoát.

Vậy đưa vào cái gì nó trả ra cái ấy, kể cả bước sóng.

Máy biến đổi pha, ngay ban đầu là bị động, nhưng sau đó đều nhận biết được sóng tới. Đúng nguyên tắc cảm biến rada có gì lạ đâu. Tất cả biến đổi đều nằm trong một giới hạn của sóng vô tuyến (sóng dài), biến đổi quá nó trở thành các tia X, hồng ngoại ..v..v. chứ đâu còn là sóng rada nữa. Vậy người ta tính được sẵn cái trung bình trong lim ấy.

Một điểm nữa, khi phát hiện mục tiêu, rada thường qua bộ khuýech đại để tinh chỉnh độ cảm biến cho mục tiêu rõ hơn (với những pha, tần nào đó). Nguyên lý ấy được người Nga trước đây dùng cái PESA có nguồn mạnh ấy làm quá tải cảm biến (như trò Sư tử hống của Kim Dung ấy, hay tương tự trò tấn công DDos của vi tính), một cách của chiến tranh điện tử đấy.
.........

 

[Giáo Già]

Dù F-35 chưa ra giá nhưng em đoán nó phải khá mắc. Vì nghiên cứu công phu và lâu quá. Tuy nhiên càng lâu thì có khả năng càng tốt. Dù gì thì họ cũng tính cho F-22 về vườn từ 2025. Có thể vài năm tới các bác sẽ thấy chiếc F-44 hay cái gì đó.
.................
Cái T50 nhỏ hơn F22, nhưng khả năng mang vũ khí của nó tương đương (khoảng 8,5 tons thì phải) và lớn hơn F35 (chỉ có 6,5-7 tons). Số liệu chính xác mình để ở máy khác không tiện moi).

Khả năng cơ động của F22 cũng có vấn đề, chưa phát huy được hết tính ưu việt của ống phụt điều chỉnh (chì có lên xuống), F35 càng bị chê hơn. Ngoài một số tiêu chí khác, hai cái F này vẫn có vấn đề với động cơ, nếu không có cái mới thì mệt, còn tăng công suất thông thờng liên quan tới thùng nhiên liệu, tầm....

Hồi xưa khi cái T50 chưa ra ràng, còn đang dự đoán hình dạng nó, cánh ngược của Su-47 hay delta của Mig-1.44, mình có trao đổi với một số bạn đọc Mỹ gốc Việt, có một cái link về một trung tâm thiết kế của Sukhoi tham gia vẽ kiểu cho F35 bị báo chí xì ra, thế nên nhiều dự đoán T50 có dạng giống F35 đã biết, nay đúng như vậy. Điều đó chứng tỏ người Mỹ không đánh giá thấp trình độ khí động học của Nga. Người Nga thành công với khung có cấu hình mở (Su 27; Mig 29) trong khi người Mỹ thì hơi tý dễ cho ..về vườn! Có thể là cách kinh doanh tốt của người Mỹ, nhưng người Nga lại có vẻ hợp với mấy anh nghèo là vậy.

Cái F35 khả năng thương mại cao, hiện đăng ký và đóng tiền cho dự án này đã là 1600 chiếc, chi phí nghiên cứu mới là 20 tỷ. Khả năng nó bị tăng giá có thể nó phải gánh một phần chi phí nghiên cứu của F22 (60 tỷ) vì bộ QP có quyết một số nghiên cứu F22 sẽ chuyển cho F35.

F35 kém F22 xa, chả thế QH Hoa Kỳ cấm bán F22 (cho Nhật) chứ có cấm F35 đâu, còn hô hào kêu gọi đầu tư chung hà rầm trong các đồng minh đó thôi.

 

[Giáo Già]

Seo T-50 nó nhỏ xí vậy ta?
.....................
Theo tôi, có lẽ cái T50 hoàn chỉnh nó khác, lớn hơn, động cơ mới. Và phải hai chỗ ngồi chứ không phải một. Với chức năng vừa chiến đấu, vừa chỉ huy, vừa tiến hành trinh sát, tiến hành chiến tranh điện tử... của máy bay thế hệ 5, mộ phi công không làm nổi.

 

[cowardsp]

Chương trình F 22 và F 35 cũa Mỷ đã và đang gặp nhiều trở ngại.. do đó ko loại trừ khả năng này đối với T 50 khi đi vào sx chính thức