VietnamDefence -
Máy bay Mỹ cất cánh từ tàu sân bay như thế nào?
 |
F/A-18E cất cánh từ tàu sân bay USS Ronald Reagan (Public Domain / Wikimedia) |
Ý định của Tổng thống Mỹ Donald Trump, trong bối cảnh diễn biến thử nghiệm không thật thành công của các máy phóng máy bay điện từ dùng để lắp trên các tàu sân bay mới nhất, quay trở lại với các máy phóng hơi nước đã được kiểm nghiệm đã gây ra sự tranh cãi sôi nổi. Xin giới thiệu lịch sử phát triển các thiết bị này.
Cất cánh từ tàu sân bay thời kỳ đầu
Tàu sân bay đã bắt đầu được đóng ở một số nước vào cuối Thế chiến I, còn sau hiệp định Washington năm 1922 vốn hạn chế ngặt nghèo việc phát triển chủ lực hạm, số lượng tàu sân bay đã bắt đầu tăng nhanh. Thế hệ 1 tàu sân bay hiếm khi được trang bị các máy phóng máy bay - máy bay của những năm 1920 - đầu những năm 1930 khá nhẹ để có thể tự tăng tốc và cất cánh bằng động cơ của mình và lợi dụng tốc độ của dòng không khí trên mặt boong tàu sân bay khi máy bay cất cánh, tàu thường chạy ngược gió hết tốc lực.
Tuy nhiên, vào cuối những năm 1930, sự xuất hiện của máy bay phóng lôi và máy bay ném bom bổ nhào đã đòi hỏi phải chế tạo máy phóng máy bay, nếu không các máy bay này không thể cất cánh với trọng lượng cất cánh đầy đủ.
Trong Thế chiến II, các máy phóng máy bay đã được sử dụng thường xuyên, nhất là trên các tàu sân bay hộ tống - đó là các tàu nhỏ, không có boong bay dài và tốc độ cao. Trên các tàu sân bay xung kích, vai trò được phân chia: các tiêm kích như thường lệ vẫn tiếp tục cất cánh không cần máy phóng khi tàu sân bay chạy hết tốc lực, các máy bay tiến công thì cần có tăng tốc bổ sung. Trong Hải quân Mỹ, các máy phóng chạy bằng khí nén hay khí thuốc được gọi là Turkey shooter - theo biệt danh của máy bay trên hạm có trọng lượng lớn nhất hồi đó của Mỹ là Avenger. Chiếc Turkey với tải và lượng nhiên liệu tối đa chỉ cất cánh tàu sân bay nhờ máy phóng.
 |
Máy bay ném bom TBM Avenger chuẩn bị cất cánh từ tàu sân bay Essex, tháng 2/1945 (worldwarphotos.info) |
Trong 24 tàu sân bay lớp Essex được chuyển giao cho Hải quân Mỹ, chỉ có tàu đầu tiến không được trang bị các máy phóng trong khi đóng tàu mà chỉ được lắp sau này. 8 tàu sân bay có 1 máy phóng trên boong bay mỗi tàu, các tàu còn lại được trang bị 2 máy phóng mỗi tàu. 4 tàu sân bay cũng được lắp máy phóng trên boong chứa máy bay. Thiết bị lắp xoay ngang thân tàu sân bay này đã cho phép “bắn” các tiêm kích qua khe hở của boong chứa máy bay bằng các liều phóng (thuốc nổ) mà không phải mất thời gian đưa máy bay lên boong thượng, chẳng hạn trong tình huống địch tấn công bất ngờ. Sau đó, với sự phát triển của radar và máy bay trinh sát radar tầm xa trên hạm, cách làm này không được áp dụng nữa và các máy phóng trong hầm chứa máy bay của các tàu sân bay lớp Essex đã bị tháo bỏ.
Các tiêm kích trên hạm phản lực đầu tiên thời những năm 1945-46 hiển nhân là đòi hỏi phải cất cánh nhờ máy phóng: đặc điểm của của động cơ phản lực không cho phép chúng tăng tốc nhanh như động cơ piston trước đó (mặc dù tốc độ tối đa của chúng nhỏ hơn so với động cơ phản lực). Các máy phóng thủy lực mới nhất khi đó H Mk.8 đã cho phép các máy bay phản lực cất cánh, tuy nhiên, chúng đã nhanh chóng đạt đến giới hạn về công suất nên hạn chế việc tăng trọng lượng các máy bay cất cánh.
Sự trợ giúp từ Anh quốc
Năm 1950, người ta bắt đầu thử nghiệm máy phóng máy bay hơi nước trên tàu sân bay HMS Perseus của Anh. Khác với các thiết bị trước đó, cơ cấu mới nhận năng lượng trực tiếp từ hệ thống động lực chính của tàu khi sử dụng hơi nước do các nồi hơi tạo ra. Nguyên lý hoạt động mới hứa hẹn sự gia tăng đột biến công suất máy phóng cần có để đưa lên không các máy bay ngày càng nặng (kể cả máy bay mang vũ khí hạt nhân). Thiết bị này do Trung tá hải quân Anh dự bị Colin Mitchell, chuyên gia thử nghiệm chính là một trong những phi công hải quân Anh lừng danh nhất, Đại tá Eric Brown, người được đưa vào Sách kỷ lục Guiness với tư cách người có kinh nghiệm bay phong phú nhất - 487 loại máy bay và trực thăng (kể cả các biến thể) của gần như tất cả các nước trên thế giới, từ Mỹ cho đến Liên Xô và Nhật Bản.
Điều đó không thể không thu hút sự quan tâm của các đô đốc Mỹ vốn đang cần những ý tưởng có khả năng tăng cường tiềm lực của hạm đội trong bối cảnh tiến bộ vũ bão của máy bay ném bom chiến lược. Mỹ cuối cùng cũng đã trở thành người dẫn đầu sau khi du nhập, ngoài máy phóng, cả boong bay tàu sân bay kiểu xiên góc, cũng như hệ thống quang học dẫn hạ cánh của người Anh lúc đó vẫn tiên phong về thiết kế tàu sân bay.
Việc thử nghiệm diễn ra thành công. Từ đó, máy phóng hơi nước là bộ phận không thể tách rời của hệ thống phương tiện kỹ thuật hàng không trên các tàu sân bay của Hải quân Mỹ. Các máy phóng hơi nước đã được lắp đặt lên cả các tàu sân bay lớp Essex và Midway đóng trước đó trong quá trình hiện đại hóa, lẫn các siêu tàu sân bay mới lớp Forrestall. Trong 3 thập kỷ gần đây, hạm đội Mỹ đã sử dụng 7 biến thể máy phóng thuộc 3 loại cơ bản là С-7, С-11 và С-13. Các biến thể cuối đến nay vẫn đang được sử dụng.
Trọng lượng cất cánh tối đa của các máy bay có thể cất cánh lên không nhờ các loại máy phóng này dao động trong khoảng 32-36 tấn, một chỉ số đủ lớn đối với tuyệt đại đa số máy bay trên hạm. Tuy nhiên, cũng có thể phóng các máy bay nặng hơn (ví dụ, trọng lượng cất cánh tối đa của máy bay F-111B thử nghiệm trong những năm 1960 là gần 40 tấn) bằng cách sử dụng các phương pháp hỗ trợ cất cánh truyền quen thuộc đối với tàu sân bay là chạy ngược gió hết tốc lực. Các máy phóng tỏ ra là các hệ thống khá đơn giản và tin cậy – theo số liệu thống kê của Mỹ trong gần 60 năm khai thác siêu tàu sân bay, kể từ lớp Forrestall cho đến lớp Nimitz, trong 99,5% thời gian, có ít nhất 1 trong 4 máy phóng trên mỗi tàu sân bay sẵn sàng cho sử dụng lập tức.
Các máy phóng hơi nước có những ưu điểm, cũng như những nhược điểm rất nổi bật. Các thiết bị này tiêu thụ một phần đáng kể công suất của hệ thống động lực của tàu khi sử dụng một lượng lớn hơi nước với hệ số sử dụng hữu ích cực thấp (4-6%). Khi thời tiết lạnh, hoạt động trên boong khó khăn hơn nhiều do hơi nước mạnh mà mặt boong có thể bị đóng băng. Ngoài ra, trong môi trường khí hậu biển, máy phóng hơi nước đòi hỏi sự chăm sóc chống rỉ rất cẩn thận. Việc bảo dưỡng máy phóng hơi nước nằm trong số những công việc bẩn thỉu nhất trên tàu do lượng lớn mỡ bôi trơn sử dụng trong các cơ cấu của máy phóng.
 |
Tiêm kích đánh chặn F-14B chuẩn bị cất cánh từ tàu sân bay USS Harry Truman (US Navy) |
Cuối cùng, như các kỹ sư của Hải quân Mỹ nêu ra, trong máy phóng hơi nước không có kênh liên lạc ngược nên gây khó khăn cho việc kiểm tra và dự báo những sự cố có thể dẫn đến tai nạn và làm giảm tuổi thọ của máy bay. Việc không thể điều chỉnh linh hoạt công suất của máy phóng dẫn tới việc nó ít thích hợp để làm việc với các máy bay không người lái hạng nhẹ, nên chúng có thể bị hư hỏng khi cất cánh bằng máy phóng. Trọng lượng lớn và cồng kềnh cũng không cho phép gọi máy phóng hơi nước là phương án tối ưu cho các hạm tàu thậm chí rất lớn như các tày sân bay.
Kỳ quan điện từ
Máy phóng điện từ được kỳ vọng sẽ loại bỏ những nhược điểm này. Ý tưởng về thiết bị này đã được đề xuất từ những năm 1940, nhưng hồi đó, người ta không để tâm đến nó. Máy phóng điện từ với hệ thống điều khiển số linh hoạt, cho phép phóng tất cả các loại máy bay, từ tiêm kích với trọng lượng cất cánh tối đa cho đến máy bay không người lái hạng nhẹ, đã thực sự thu hút sự quan tầm của Hải quân Mỹ sau khi người ta thấy rằng, việc đưa máy bay không người lái vào biên chế các cụm tàu sân bay là nhu cầu bức thiết của hải quân và đó là một nhiệm vụ cho tương lai gần. Thiết bị mới có tên là EMALS được dự tính trang bị cho các tàu sân bay lớp Gerald Ford.
So với máy phóng hơi nước, EMALS có trọng lượng nhỏ hơn, chiếm không gian nhỏ hơn, cần ít thời gian và nhân lực hơn để bảo dưỡng và điều khiển, nhanh chóng nạp lại. Nhờ hiệu suất làm việc cao hơn, máy phóng điện tử tạo ra ít tải hơn lên hệ thống năng lượng chính của tàu sân bay. Thiết kế được đơn giản hóa nhiều nhất nhờ loại bỏ các phân hệ thủy lực và khí nén, và nhờ bộ phận cơ khí so với máy phóng hơi nước vốn cần hàng trăm ki-lô-gam hơi nước nóng cho mỗi lần phóng. Nhìn chung, thiết bị này cực kỳ ăn nhập với khái niệm “hạm tàu điện khí” mà trong tương lai sẽ quyết định điện mạo của Hải quân Mỹ nói chung.
Hoạt động kém?
“Tôi nghe có vẻ không ngon lắm – “kỹ thuật số”. Đó là cái gì? Cái đó rất phức tạp, anh phải là Albert Einstein để tưởng tượng. Mà họ còn muốn thêm các tàu sân bay. Tôi nói: các ông cần hệ thống như thế nào? – “Chúng tôi muốn (máy phóng) kỹ thuật số, thưa ngài!” Tôi nói, không, sẽ không có (máy phóng) kỹ thuật số cho các ông. Các ông sẽ sử dụng cái hơi nước quỷ tha ma bắt vì các thiết bị kỹ thuật số của các ông có giá hàng trăm triệu đô la, và thế là tồi tệ”, - Tổng thống Mỹ Donald Trump nói trong cuộc phỏng vấn với tờ Time.
 |
| F/A-18E Super Hornet chuẩn bị cất cánh bằng máy phóng điện từ trên giá thử (xpda.com) |
Đó là phản ứng của ông Trump đối với cuộc nói chuyện với một trong các sĩ quan Hải quân Mỹ đang tham gia thử nghiệm hệ thống mới và là người đã báo cáo với vị tổng tư lệnh quân đội Mỹ rằng, hệ thống mới hiện chưa có đủ công suất và nhìn chung “làm việc chưa tốt”. Thật khó bình luận ý kiến của ông Trump. Một mặt, các máy phóng hơi nước bảo đảm khả năng chiến đấu của các phi đoàn trên hạm của Mỹ đã hơn 6 thập kỷ và có thể phục vụ chừng ấy năm nữa. Mặt khác, chúng lại không ăn nhập với các khái niệm tương lai sử dụng Hải quân Mỹ, đòi hỏi phải xem xét lại các kế hoạch sử dụng máy bay không người lái và đưa những thay đổi lớn vào thiết kế các tàu sân bay thế hệ mới được thiết kế với tư các các hạm tàu điện khí hóa hoàn toàn, không cần các ống dẫn hơi nước to tướng chạy từ hệ thống động lực chính đến hệ thống kỹ thuật hàng không.
Trước hết, Bộ trưởng Quốc phòng Mỹ James Mattis và Bộ trưởng Hải quân Mỹ Sean Stackley sẽ phải điều chỉnh và làm dịu các phát biểu của Tổng thống Mỹ. Nếu xét đến quá khứ của ông Mattis từng là tướng trong Thủy quân lục chiến Mỹ, ông phải hiểu hải quân nhiều hơn các đồng nghiệp, do đó cuộc thảo luận hứa hẹn ít ra sẽ là thú vị. Ngoài ra, cần lưu ý rằng, hậu quả của bất cứ quyết định nào trong trường hợp này sẽ bắt đầu thể hiện sớm nhất là vào giữa thập kỷ sau.
Nguồn:
Lenta, 22.5.2017.