Thông tin trên được đăng tải lần đầu trên tờ South China Morning Post hồi tháng 4 năm nay. SCMP cho biết việc sử dụng laser làm hệ thống đẩy dưới nước sẽ giúp tàu ngầm tàng hình tốt hơn đồng thời có thể đạt vận tốc lớn, tương đương với máy bay phản lực! Về mặt lý thuyết thì công nghệ này có thể thực hiện được nhưng sẽ khó khả thi đối với tàu ngầm.
Thực ra việc dùng laser làm hệ thống đẩy đã được nghiên cứu từ cách đây hơn nửa thế kỷ. Cụ thể là vào năm 1972, giáo sư Arthur Kantrowitz đã đề xuất ý tưởng sử dụng laser năng lượng cao cho hệ thống đẩy để phóng các vệ tinh cỡ nhỏ vào không gian. Theo ý tưởng này thì tia laser phát từ một nguồn trên mặt đất để tạo lực đẩy từ đó thay thế các loại tên lửa dùng nhiên liệu đẩy hóa học. Nghiên cứu của Kantrowitz có tựa đề Propulsion to Orbit by Ground Based Laser và nó đã đặt ra nền tảng cho các phát kiến sau này đối với công nghệ đẩy bằng laser, bao gồm cả concept tàu vũ trụ chạy bằng năng lượng laser Lightcraft được phát triển trong thập niên 80 theo chương trình Strategic Defense Initiative (SDI) của Hoa Kỳ.
Nguyên lý của Lightcraft khá dễ hiểu, nguyên mẫu cỡ nhỏ của Lightcraft được làm bằng nhôm với thiết kế đặc biệt gồm mũi hình nón đáp ứng tính khí động học, bao quanh hình nón này là một vành có các cửa hút gió và phần đuôi hình phễu được tráng một lớp gương lõm đóng vai trò là gương phản xạ parabol. Để con tàu bay lên được, người ta phóng các chùm laser năng lượng cao được phát từ một trạm trên mặt đất vào kính phản xạ. Tia laser bị phản xạ và tập trung làm nóng không khí ở nhiệt độ cực cao đến 30.000 độ C biến nó thành plasma siêu giãn nở. Plama giãn nở đẩy con tàu về phía trước và chu trình được lặp lại ở tần số cao, hoạt động như một động cơ kích nổ xung tạo lực đẩy.
Vào năm 1997, các thử nghiệm được thực hiện tại bãi phóng tên lửa White Sands đã chứng minh tình khả thi của hệ thống đẩy laser và Lightcraft đã có thể bay lên độ cao hơn 30 m. Năm 2000, Lightcraft đã đạt kỷ lục với chuyến bay dài 10,5 giây, đạt độ cao 71 m bằng hệ thống laser 10 kW trên mặt đất. Dù khả thi nhưng tính đến hiện tại, những thử nghiệm về hệ thống đẩy laser dành cho máy bay vẫn dừng ở tỉ lệ nhỏ, trong điều kiện được kiểm soát.
Thực ra việc dùng laser làm hệ thống đẩy đã được nghiên cứu từ cách đây hơn nửa thế kỷ. Cụ thể là vào năm 1972, giáo sư Arthur Kantrowitz đã đề xuất ý tưởng sử dụng laser năng lượng cao cho hệ thống đẩy để phóng các vệ tinh cỡ nhỏ vào không gian. Theo ý tưởng này thì tia laser phát từ một nguồn trên mặt đất để tạo lực đẩy từ đó thay thế các loại tên lửa dùng nhiên liệu đẩy hóa học. Nghiên cứu của Kantrowitz có tựa đề Propulsion to Orbit by Ground Based Laser và nó đã đặt ra nền tảng cho các phát kiến sau này đối với công nghệ đẩy bằng laser, bao gồm cả concept tàu vũ trụ chạy bằng năng lượng laser Lightcraft được phát triển trong thập niên 80 theo chương trình Strategic Defense Initiative (SDI) của Hoa Kỳ.
Nguyên lý của Lightcraft khá dễ hiểu, nguyên mẫu cỡ nhỏ của Lightcraft được làm bằng nhôm với thiết kế đặc biệt gồm mũi hình nón đáp ứng tính khí động học, bao quanh hình nón này là một vành có các cửa hút gió và phần đuôi hình phễu được tráng một lớp gương lõm đóng vai trò là gương phản xạ parabol. Để con tàu bay lên được, người ta phóng các chùm laser năng lượng cao được phát từ một trạm trên mặt đất vào kính phản xạ. Tia laser bị phản xạ và tập trung làm nóng không khí ở nhiệt độ cực cao đến 30.000 độ C biến nó thành plasma siêu giãn nở. Plama giãn nở đẩy con tàu về phía trước và chu trình được lặp lại ở tần số cao, hoạt động như một động cơ kích nổ xung tạo lực đẩy.
Vào năm 1997, các thử nghiệm được thực hiện tại bãi phóng tên lửa White Sands đã chứng minh tình khả thi của hệ thống đẩy laser và Lightcraft đã có thể bay lên độ cao hơn 30 m. Năm 2000, Lightcraft đã đạt kỷ lục với chuyến bay dài 10,5 giây, đạt độ cao 71 m bằng hệ thống laser 10 kW trên mặt đất. Dù khả thi nhưng tính đến hiện tại, những thử nghiệm về hệ thống đẩy laser dành cho máy bay vẫn dừng ở tỉ lệ nhỏ, trong điều kiện được kiểm soát.
Giờ đây các nhà nghiên cứu tại đại học kỹ thuật Cáp Nhĩ Tân đề xuất sử dụng công nghệ này để đẩy vật thể đi trong môi trường nước. Theo nhóm nghiên cứu thì một chiếc tàu ngầm sẽ có thể được phủ bên ngoài bằng một mạng lưới các sợi quang mỏng hơn sợi tóc người. Tia laser sẽ bắn xuyên qua mạng lưới các sợi quang này từ một nguồn 2 MW và tạo ra plasma làm bay hơi nước bao phủ xung quanh con tàu, từ đó đẩy con tàu đi. Ngoài ra, sự bay hơi của nước còn tạo ra một lớp bong bóng khí ma sát thấp cho phép con tàu đi xuyên nước ở tốc độ nhanh hơn.
Theo SCMP hệ thống đẩy laser dưới nước có thể tạo ra lực đẩy đến 70 kN - một con số chưa từng có đối với phương tiện dưới nước do con người tạo ra và có thể so sánh với những chiếc máy bay phản lực tốc độ siêu thanh. Các nhà nghiên cứu tại đại học Cáp Nhĩ Tân cho rằng sức mạnh lực đẩy này có thể mang lại lợi thế lớn cho tàu ngầm và vũ khí Trung Quốc khi nói: "nó cho phép tàu ngầm di chuyển nhanh hơn tốc độ âm thanh." Hơn nữa là tàu ngầm dùng hệ thống đẩy laser sẽ không gây tiến ồn bởi nó không cần đến hệ thống đẩy truyền thống vốn kết hợp giữa turbine, bánh răng và chân vịt như trên tàu ngầm thông thường.
Sự kết hợp giữa tốc độ và sự im lặng càng khiến những con tàu ngầm trở nên "chết chóc" hơn bởi chúng gần như "vô hình". Tuy nhiên, trang Popular Mechanics đã chỉ ra một điểm yếu chí mạng trong công nghệ trên nếu nó được sử dụng cho tàu ngầm:
Điều này nằm ở lớp bong bóng khí bao quanh con tàu khi plasma giãn nở. Đồng ý rằng bong bóng khí sẽ giúp con tàu di chuyển nhanh hơn dưới nước nhưng bong bóng khí sẽ nổ ở một thời điểm nào đó và khiến con tàu dễ dàng bị phát hiện bởi các hệ thống thuỷ âm. Như vậy, hệ thống đẩy laser không mang lại sự im lặng mà ngược lại.
Hầu hết tàu ngầm hiện tại đều sử dụng hệ thống đẩy bằng chân vịt và gặp phải hiện tượng sủi bong khí cavitation. Khi chân vịt quay nhanh hơn để tăng tốc cho tàu thì áp suất tại vùng nước xung quanh chân vịt tăng, nước bị sôi lên và các bong bóng nhỏ hình thành tại nơi tàu đi qua. Bong bóng cuối cùng sẽ vỡ và tạo ra âm thanh giống như "một hòn đá trượt trong lòng ống". Đây là thứ mà mọi thuỷ thủ đoàn trên tàu ngầm đều khiếp sợ bởi âm thanh bong bóng vỡ sẽ làm lộ vị trí con tàu. Âm thanh này có thể thu được bởi hệ thống thuỷ âm thụ động (passive sonar) - ghi nhận âm thanh phát ra từ đại dương mà không truyền phát sóng âm như hệ thống thuỷ âm chủ động (active sonar).
Do chưa có giải pháp giải quyết triệt để hiện tượng sủi bóng khí caviation thành ra tàu ngầm thường sử dụng các chiến thuật khác nhau để giảm thiểu hiện tượng này. Chẳng hạn như khi di chuyển trong hải phận đồng minh, tàu có thể đổi tiếng ồn lấy tốc độ và ngược lại ở vùng biển thù địch, tàu sẽ di chuyển chậm để tránh bị phát hiện.
DARPA muốn phát triển công nghệ đẩy siêu im lặng của tàu ngầm "Tháng 10 Đỏ" trong truyện Tom Clancy
Quảng cáo
Vì vậy, vấn đề của hiện tượng sủi bóng khí cavitation khiến hệ thống đẩy bằng laser của đại học Cáp Nhĩ Tân trở nên không thực tế đối với chiến tranh dưới nước. Một tàu ngầm Trung Quốc dùng công nghệ đẩy bằng laser có thể di chuyển nhanh hơn tàu Mỹ nhưng cũng giống như một chiếc xe cứu hoả vừa chạy vừa hụ còi, tàu Trung Quốc rất dễ bị theo dõi. Cuối cùng thì con tàu cũng phải dừng lại ở đâu đó và mọi người sẽ dễ dàng biết được nó đang ở đâu. Ngay cả khi một tàu ngầm có thể di chuyển nhanh hơn tàu nổi và các tàu ngầm thông thường thì nó vẫn không thể nhanh hơn máy bay săn ngầm.
Concept tàu ngầm chạy điện, không chân vịt SMX31E của Naval Group.
Popular Mechanics cũng chỉ ra rằng nghiên cứu của đại học Cáp Nhĩ Tân được công bố ở trạng thái mở nên mọi đối thủ của Trung Quốc đều có thể đọc. Điều này có nghĩa bản thân chính phủ Trung Quốc tin rằng nghiên cứu này không có nhiều giá trị quân sự. Một ví dụ về bảo vệ bí mật quân sự có thể kể đến là máy bay chiến đấu tàng hình F-117A Nighthawk - Không lực Hoa Kỳ (USAF) đã giấu nhẹm sự tồn tại của chiếc máy bay này trong gần một thập niên cho đến khi thông tin bị rò rỉ và sau vụ tai nạn của một chiếc F-117A tại sa mạc California buộc Ngũ Giác Đài phải thừa nhận sự tồn tại của nó. Nếu Mỹ có một hệ thống đẩy tối tân, có thể giúp tàu ngầm vừa di chuyển nhanh hơn vừa im lặng hơn thì Hải quân gần như chắc chắn sẽ giữ kín bí mật này càng lâu càng tốt.
Popular Mechanics
