Trung Quốc tạo máy phóng điện từ cho tàu sân bay từ công nghệ không ngờ đến

Theo SCMP, một hệ thống máy phóng điện từ chưa từng có dành cho các tàu sân bay tương lai của Trung Quốc đã được phát triển bởi nhóm các nhà khoa học và kỹ sư ở Bắc Kinh.

Với nguyên lý hoạt động tương tự như công nghệ được sử dụng trong xe điện, hệ thống này có thể cắt giảm chi phí của máy phóng máy bay trên tàu sân bay đồng thời tăng hiệu suất và độ tin cậy.

Hệ thống máy phóng mới chỉ mất 2,1 giây phóng một máy bay 30 tấn từ 0 lên 70 m/s. Con số gần gấp đôi trọng lượng của tiêm kích tàng hình J-20, hiện đang quá nặng đối với một tàu sân bay.

Để so sánh, hệ thống máy phóng điện từ trên tàu sân bay truyền thống thường cần hơn 3 giây để tăng tốc một máy bay chiến đấu nặng 13 tấn lên 66 m/s.

Hệ thống mới cũng có thể đưa một máy bay đang di chuyển với vận tốc 72 m/s dừng lại hoàn toàn trong 2,6 giây, đáp ứng đầy đủ các yêu cầu của quân đội Trung Quốc.

“Hệ thống máy phóng mới có kích thước nhỏ, cấu trúc đơn giản, trọng lượng nhẹ và không yêu cầu hệ thống cung cấp năng lượng phức tạp”, nhóm nghiên cứu do Phó giáo sưYe Lezhi tại Viện Kỹ thuật cơ khí và năng lượng, Đại học Công nghệ Bắc Kinh, viết trong một bài báo được bình duyệt đăng trên tạp chí học thuật Trung Quốc Acta Armamentarii.

Tạp chí do Hiệp hội Công cụ Trung Quốc điều hành, là một trong những tạp chí học thuật có ảnh hưởng nhất trong lĩnh vực công nghệ quốc phòng ở Trung Quốc, bao gồm quốc phòng, công nghệ sử dụng kép và các dự án nghiên cứu liên ngành trong lĩnh vực quân sự và dân sự.

Các nhà khoa học tham gia dự án tin rằng công nghệ mới này sẽ giải phóng được không gian "quý giá" trên boong tàu sân bay và mang lại cho các tàu tác chiến khác khả năng tấn công đường không tầm xa. Điều này có thể mang lại lợi thế thực sự cho Hải quân Trung Quốc.

Giống như ô tô điện sử dụng động cơ mô-men xoắn mạnh mẽ để đạt được hiệu suất tăng tốc vượt trội so với các phương tiện chạy bằng nhiên liệu, hệ thống phóng điện từ trên tàu sân bay cũng tận dụng lực điện từ để phóng nhanh máy bay.

Sau khi máy bay rời khỏi máy phóng, lực điện từ có thể được sử dụng để chuyển đổi động năng phanh thành điện năng dự trữ, tương tự như cơ chế phục hồi năng lượng trên xe điện.

Nguyên lý hoạt động của thiết bị do nhóm của Ye thiết kế tương tự như vậy. Trước khi phóng, một động cơ công suất cao sẽ quay một bánh đà nặng với tốc độ cao. Sau khi máy bay được cố định trên máy phóng, bánh đà truyền năng lượng động học sang một bánh quấn, sau đó kéo máy phóng qua cáp thép để tác dụng lực lên bánh đáp của máy bay, tăng tốc cho máy bay đạt tốc độ cất cánh.

Bánh đà và bánh quấn không bao giờ chạm vào nhau, thay vào đó một ly hợp dòng điện xoáy tạo ra lực điện từ liên kết chúng lại với nhau.

Để dừng máy bay, chỉ cần đảo ngược vòng quay của bánh đà mà không cần thêm thiết bị nào khác.

Theo bài báo, nhóm của ông Ye đã chế tạo một nguyên mẫu và kết quả thử nghiệm đã xác nhận tính khả thi của thiết kế.

Các nhà khoa học tuyên bố hệ thống phóng mới này có thể đưa những chiếc máy bay cánh cố định lớn lên bầu trời chỉ trong quãng đà 100 m, một khả năng nằm trong tầm với của nhiều tàu chiến Trung Quốc.

Phó giáo sư Ye là một “ngôi sao khoa học công nghệ” được Chính quyền Bắc Kinh hỗ trợ. Ông giữ những vai trò then chốt, là phó tổng thư ký của Hiệp hội Ngành hàng Thiết bị Đặc biệt Điện tử Trung Quốc và là chuyên gia dự báo công nghệ tiên tiến quốc gia cho Bộ Khoa học và Công nghệ.

Nhóm của ông hợp tác sâu sắc với các lĩnh vực sản xuất của Trung Quốc, bao gồm cả ngành công nghiệp ô tô.

Trong những năm gần đây, một lượng lớn các chuyên gia sản xuất cao cấp đã gia nhập đội ngũ nghiên cứu và phát triển công nghệ quốc phòng của Trung Quốc. Nỗ lực thúc đẩy hội nhập quân sự - dân sự của chính phủ Trung Quốc, dù trước đây bị cản trở bởi những hạn chế về công nghệ của các sản phẩm dân sự, hiện đang mang lại kết quả.

Trung Quốc tự hào có chuỗi ngành sản xuất lớn nhất và hoàn thiện nhất trên toàn cầu, với số lượng sản phẩm ngày càng tăng - bao gồm cả xe điện - vượt trội về mặt tiến bộ công nghệ so với các đối tác phương Tây.

Năm ngoái, nhà sản xuất ô tô BYD đã ra mắt nền tảng xe điện “yi si fang” mang tính đột phá, đạt được thành tích đầu tiên trên toàn cầu bằng cách loại bỏ nhu cầu về phanh hãm, chỉ dựa vào động cơ điện để phanh hiệu quả.

Một số chuyên gia quân sự Trung Quốc tin rằng việc lặp lại nhanh chóng và ứng dụng quy mô lớn các công nghệ mới này sẽ không chỉ cách mạng hóa ngành công nghiệp ô tô mà còn có tác động sâu sắc đến quân đội.

Các hệ thống máy phóng điện từ trên tàu sân bay hiện tại sử dụng đường ray dài, thẳng để tăng tốc cho máy bay, với một lượng lớn cuộn điện từ được đặt xung quanh đường ray để tạo lực đẩy cho máy bay tăng tốc liên tục khi di chuyển.

Mỹ là một quốc gia tiên phong trong công nghệ này, đã trang bị bốn máy phóng điện từ cho tàu sân bay hiện đại nhất thuộc lớp Gerald Ford.

“Tuy nhiên, kể từ khi được đưa vào sử dụng, hệ thống máy phóng điện từ của siêu tàu sân bay Mỹ đã gặp phải nhiều vấn đề nghiêm trọng khác nhau, bao gồm độ tin cậy kém, hiệu suất thấp và thậm chí là trục trặc kéo dài”, nhóm của ông Ye viết trong bài báo.

Theo dữ liệu do Bộ Quốc phòng Mỹ công bố vào năm ngoái, hệ thống máy phóng cần đợt bảo trì lớn sau mỗi 614 lần cất cánh, trái ngược hoàn toàn với tiêu chuẩn 4.000 lần cất cánh của Hải quân Mỹ.

Điều đáng lo ngại hơn nữa là tỷ lệ hỏng hóc của hệ thống hãm đà, với một lần trục trặc hệ thống xảy ra sau mỗi 46 lần hạ cánh, điều này ám chỉ một phần đáng kể máy bay tiêm kích được phóng từ tàu sân bay có thể không thể quay trở lại an toàn.

Những vấn đề nghiêm trọng này đã khiến tàu USS Gerald R. Ford thường chỉ hoạt động chưa đầy hai tuần trên các nhiệm vụ trên biển, không thể tham gia các cuộc đối đầu cường độ cao và dài hạn nếu có xảy ra với Trung Quốc trên các vùng biển nhạy cảm.

Các quan chức quân sự cấp cao của Mỹ ngày càng bày tỏ lo ngại về tác động bất lợi của sự suy thoái trong ngành sản xuất Mỹ đối với sự tiến bộ của công nghệ và thiết bị quân sự.

Theo hải quân Mỹ, năng lực đóng tàu của Trung Quốc hiện vượt xa năng lực của Mỹ, với năng suất gấp 200 lần.

Sự thiếu vắng các công ty hàng đầu thế giới về viễn thông toàn cầu như Huawei đã khiến các tàu chiến Mỹ tụt hậu so với các tàu chiến Trung Quốc về công nghệ radar và triệt tiêu điện từ.

Trong khi đó, những đối tác truyền thống lớn của quân đội Mỹ như Boeing, đang phải vật lộn với các thách thức về sản xuất và kiểm soát chất lượng, khiến Mỹ cảm nhân rõ sự tụt hậu so với Trung Quốc, Nga và thậm chí cả Iran trong việc phát triển và triển khai các vũ khí tiên tiến như tên lửa siêu thanh.