Home Kỹ thuật quân sự Ứng dụng công nghệ tàng hình trong chế tạo tàu quân sự

Ứng dụng công nghệ tàng hình trong chế tạo tàu quân sự

Để nâng cao khả năng “sống sót”, tránh bị phát hiện, việc chế tạo tàu quân sự được ứng dụng công nghệ tàng hình giúp giảm diện tích phản xạ hiệu dụng của tàu bằng cách thay đổi cấu trúc truyền thống, sử dụng lớp phủ hấp thụ vô tuyến điện và các vật liệu có thuộc tính hấp thụ năng lượng điện từ.

THAY ĐỔI CẤU TRÚC CỦA TÀU

Đây là hướng quan trọng nhất, cho phép thay đổi kết cấu của tàu (vỏ, cấu trúc tầng trên) lẫn vị trí ăngten, bệ phóng các loại vũ khí và các thiết bị bổ trợ. Ngoài ra, đây là hướng chủ yếu để sử dụng hiệu quả các phương pháp giảm khả năng tàu nổi bị ra-đa phát hiện. Theo các chuyên gia quân sự, những nguyên tắc cơ bản bảo vệ kiến trúc tàu là: Diện mạo phần nổi của tàu phải được thiết kế với kiểu dáng kiến trúc gọn nhất dưới dạng kết hợp các hình kim tự tháp bốn mặt; số lượng các kết cấu ở tầng trên phải giảm tối thiểu; các đoạn thành nổi và sống đuôi tàu phải có góc nghiêng nhất định; pháo, tên lửa cũng như các công-ten-nơ, móc treo, thiết bị phụ trợ… phải bố trí theo kết cấu boong và được che kín bằng nắp khoang và mái che phẳng; hạn chế tối thiểu số lượng các tháp ăng-ten, đạt được tính tổ hợp và sử dụng các ăng-ten mạng pha.

Ví dụ điển hình nhất của phương pháp này là tàu Sea Shadow (trọng tải 500 tấn) của Mỹ. Về kết cấu, nó được chế tạo theo sơ đồ bè mảng với diện tích đường mớn nước hoạt động và phần nổi nhỏ, dưới dạng một khối đa diện lồi không đều với các mặt có độ nghiêng rất lớn. Ngoài ra, phần nổi không có các bộ phận và thiết bị nhô ra. Với cấu trúc như vậy, với thành tàu nghiêng khoảng 450 và hầu như không có các đường song song trong kết cấu thân tàu, làm cho nó trở thành gần như tàng hình đối với các ra-đa dải tần centimet. Một điểm đặc trưng nữa của Sea Shadow là diện tích phản xạ hiệu dụng của nó không phụ thuộc vào sự thay đổi góc đường đi so với ra-đa phát hiện.Công nghệ này cũng được áp dụng trong chế tạo tàu khu trục lớp Arleigh Burke của Mỹ.

Tàu có kiến trúc tầng trên khá tiên tiến, gồm các đơn nguyên lớn, có thành nghiêng; tầng trên, lan can và các bộ phận khác không có các đường song song. Cột tàu lui về phía sau và thay vì kết cấu trổ lỗ thông thường là mặt cắt hình thoi. Thành tàu và sống đuôi thân tàu nghiêng một góc khoảng 80. Các bệ phóng tên lửa dùng kiểu giếng phóng; không có thiết bị và cơ cấu treo bố trí trên thành tàu. Thiết kế này làm giảm đáng kể diện tích phản xạ hiệu dụng của tàu. Ngoài ra, việc sử dụng ăng-ten mạng pha thay cho ăng-ten đối xứng gương cũng góp phần đáng kể giúp Arleigh Burke tránh bị ra-đa phát hiện.

Tàu Frigate kiểu La Fayette của Pháp, trọng tải 3.600 tấn, có kiến trúc và bố trí vẫn theo kiểu truyền thống. Tuy nhiên, thân tàu có thành đổ, tầng trên có thành nghiêng; sự liên kết giữa các bộ phận kết cấu không bị gẫy khúc đột ngột. Phần lớn thiết bị ăng-ten được giấu vào trong cột tàu có kết cấu đặc trưng nghiêng so với vị trí thẳng đứng, còn thiết bị phụ trợ để dưới thành tàu và ở tầng trên. Giai đoạn 1995 – 2001, Pháp đã chế tạo được 6 tàu Frigate kiểu La Fayette đưa vào trang bị cho Hải quân và cung cấp cho hải quân một số nước (6 chiếc cho Thái Lan, 3 chiếc cho Arập Xê-út…).

Tàu Corvette (tàu hộ vệ tên lửa cỡ nhỏ) của Nga dùng cho tác chiến chống đổ bộ tại các vùng biển ven bờ, hộ tống các cụm lực lượng hạm đội tại các vùng hải quân, chi viện hỏa lực cho lực lượng đổ bộ đường biển và các binh đội lục quân hoạt động trên bờ biển. Tàu được trang bị tên lửa chiến dịch – chiến thuật: tổ hợp tên lửa phòng không, đối hạm; máy bay trực thăng; thiết bị hiển thị tình huống trên không, trên biển và dưới nước.

Để giảm diện tích phản xạ hiệu dụng của tàu, các nhà thiết kế sử dụng một tổ hợp kết cấu – kiến trúc, gồm: góc đổ của thân tàu và tầng trên đảm bảo phản xạ dao động điện từ nhỏ nhất; tầng trên có kết cấu nghiêng so với thành tàu và sống đuôi tàu; sử dụng vật liệu polyme hấp thụ vô tuyến điện ở bề mặt ngoài của tầng trên, trong chế tạo các bộ phận của cột tàu; loại trừ các kết cấu và thiết bị boong kiểu “phản xạ góc”; bố trí vũ khí, trang bị và phần lớn thiết bị, máy móc trên boong ở phía sau tấm chắn sóng hoặc thành tầng trên; lắp đặt các phương tiện chống vô tuyến điện tử…

SỬ DỤNG LỚP PHỦ HẤP THỤ VÔ TUYẾN ĐIỆN VÀ VẬT LIỆU KẾT CẤU COMPOSITE

Lớp phủ hấp thụ vô tuyến điện và vật liệu “tàng hình” chủ yếu dùng các hạt dẫn điện tán xạ (muội, than chì, kim loại), các chất độn bằng xơ và có từ tính (các tấm và bột các-bon, ferit bọc kim loại, sắt thấm các-bon), dùng riêng hoặc kết hợp với nhau. Việc lựa chọn chất liên kết phụ thuộc vào yêu cầu kỹ thuật vô tuyến điện và nhu cầu khai thác sử dụng; có thể sử dụng các chất điện môi, polyme và đàn hồi, sơn, gốm… Ngoài ra, các quốc gia thuộc Tổ chức Hiệp ước Bắc Đại Tây Dương (NATO) đang thúc đẩy việc chế tạo các lớp phủ vô tuyến điện có điều khiển với dải tần và hệ số phản xạ thay đổi tuỳ theo độ lớn và cực của điện áp điều khiển đưa vào.

Tàu Sea Shadow (trọng tải 500 tấn) của Mỹ. Ảnh: Internet

Lớp phủ hấp thụ vô tuyến điện được sử dụng nhiều nhất trong chế tạo tàu Sea Shadow (Mỹ) và tàu Smyge (Thụy Điển).Theo đó, thân tàu Sea Shadow làm bằng thép tấm được phủ một lớp kim loại đen. Chất phủ hấp thụ vô tuyến điện cũng được phủ lên bề mặt giữa các thành đứng nối nửa thân chìm dưới nước với phần nổi. Lớp phủ hấp thụ vô tuyến điện có trọng lượng riêng khoảng 3kg/cm2. Khi tổng diện tích tẩm phủ là 900m2 thì khối lượng vật liệu tẩm phủ vào khoảng 3 tấn.

Vì khối lượng gia tăng do lớp tẩm phủ hấp thụ vô tuyến điện rơi vào phần trên của thân tàu, nên trọng tâm của tàu sẽ chuyển lên phía trên theo chiều cao và từ đó làm giảm độ ổn định của tàu. Lớp phủ hấp thụ vô tuyến điện dùng cho tàu Sea Shadow còn có khả năng bảo vệ rất tốt trước tác động của nước biển.Đối với tàu tên lửa Smyge của Thụy Điển, toàn bộ thiết bị và vũ khí, trang bị (trừ tháp pháo phía mũi tàu) đều bố trí thấp hơn boong thượng và có thể di chuyển được. Tháp pháo nằm trong chụp bảo vệ có thành nghiêng.

Bề mặt thân tàu, tầng trên, các lỗ gió đều có lớp phủ hấp thụ vô tuyến điện. Bên cạnh đó, tàu Smyge sử dụng tương đối nhiều vật liệu kết cấu composite: vật liệu bọc ngoài làm bằng kepler, còn thành tầng trên làm bằng nhiều lớp chất dẻo sợi các-bon, các sợi xếp lộn xộn.Có thể thấy, công nghệ tàng hình ngày càng đóng vai trò quan trọng trong quá trình thiết kế, chế tạo tàu quân sự. Tàu tàng hình sẽ có các hệ thống vũ khí, liên lạc, đạo hàng và thiết bị động lực mới. Tuy nhiên, việc sử dụng công nghệ tàng hình không được làm giảm khả năng chiến đấu của tàu. Đồng thời, cần tính đến chi phí khi sử dụng công nghệ này so với các phương tiện hỏa lực bảo vệ tàu và các phương tiện chế áp điện tử của nó, để tạo nên hiệu quả cao nhất.

Theo TCCNQP

Most Popular