Trình làng công nghệ tàng hình mới cho tàu ngầm

Hai tàu ngầm của Trung Quốc

Theo các nhà nghiên cứu ở Viện Công nghệ Bắc Kinh, thiết bị có hình dạng giống như tấm gạch ốp có thể phân tích tần số sonar của kẻ thù và tạo ra các sóng âm đối lập để khiến người điều khiển sonar nhầm tưởng tàu ngầm chỉ là một vùng nước, South China Morning Post đưa tin.

Nhóm nghiên cứu cho hay âm thanh tần số thấp do thiết bị này tạo ra có thể đạt cường độ lên tới 147 decibel, to hơn cả một buổi biểu diễn nhạc rock và đủ để “vô hiệu hóa” một số sonar hoạt động mạnh nhất được quân đội Mỹ hoặc các đồng minh của họ sử dụng. Một thiết bị hoàn chỉnh có kích thước và độ dày chưa bằng một nửa tấm gạch ốp thông thường, cho phép các kỹ sư dán chúng lên khắp thân tàu ngầm để xử lý các chùm sonar từ các hướng khác nhau.

“Lớp phủ bề mặt tàu ngầm được các cường quốc hải quân trên thế giới sử dụng rộng rãi là những tấm dán không phản xạ”, các nhà nghiên cứu cho biết trong bài viết được đăng trên tạp chí tiếng Trung Acta Armamentarii vào tháng trước. Những tấm dán hấp thụ âm thanh “thụ động” này, làm bằng cao su hoặc polyme tổng hợp, thường dày chưa đến 7 cm và hoạt động tốt nhất trước các tín hiệu sonar ở dải tần số cao hơn với bước sóng ngắn hơn độ dày của chúng.

Song chúng có thể không hiệu quả đối với sonar phát ra bước sóng dài hơn và do đó ở tần số thấp hơn, vì 2 thông số này tỷ lệ nghịch với nhau. “Tần số của các sonar hiện đại đang hoạt động ngày càng thấp hơn, với bước sóng vượt quá một mét”, trưởng nhóm nghiên cứu Wang Wenjie và các cộng sự của ông cho biết trong bài viết đăng trên tạp chí. Do đó, lớp phủ thụ động không còn có thể đáp ứng các yêu cầu chiến đấu của tàu ngầm, “bất kể bạn thay đổi thành phần vật liệu và cấu trúc của các tấm này như thế nào”, theo nhóm nghiên cứu.

Loại tấm dán “chủ động” do nhóm nghiên cứu Viện Công nghệ Bắc Kinh phát triển dựa trên công nghệ vật liệu từ giảo khổng lồ (giant magnetostrictive material hay GMM), được đặt tên theo một hiện tượng do nhà vật lý người Anh James Joule phát hiện vào thế kỷ 19.

Năm 1842, ông Joule là người đầu tiên quan sát thấy một số vật liệu nở ra hoặc co lại khi đặt gần một nam châm và hiện tượng này được gọi là “từ giảo” (magnetostriction). Trong hơn một thế kỷ, khám phá này được coi là thú vị nhưng vô ích, bởi vì những thay đổi do nam châm gây ra là quá nhỏ đối với bất kỳ ứng dụng nghiêm túc nào.

Vào những năm 1970, các nhà khoa học thuộc Hải quân Mỹ đã phát minh ra hợp kim Terfenol-D, loại GMM đầu tiên có thể chuyển đổi lực từ thành năng lượng cơ học – dẫn đến những thay đổi về hình dạng có thể nhìn thấy được. Terfenol-D được sử dụng trong các bộ phận dẫn động chính cho sonar đang hoạt động trên nhiều tàu chiến của Mỹ, theo nhóm nghiên cứu của ông Wang.

Song việc ứng dụng công nghệ này vẫn còn hạn chế, vì sản xuất GMM cần một lượng lớn các nguyên tố đất hiếm nặng và đắt tiền – chẳng hạn như terbi và dysprosium – có trữ lượng chủ yếu tập trung ở Trung Quốc.

Ông Wang và các cộng sự cũng cho biết thiết bị của họ có thể khiến công nghệ sonar chủ động của Mỹ chống lại chính nó.

Thách thức là “gói ghém” tất cả các thành phần vào một thiết bị nhỏ trong khi vẫn duy trì công suất cao. Nhóm nghiên cứu cho biết các thiết bị phủ chủ động trước đây “lớn hơn hàng chục lần so với của chúng tôi”. Họ cũng đã dành nhiều thời gian để cải tiến thiết kế kỹ thuật của thiết bị sao cho phù hợp với việc lắp đặt nhanh, vận hành và bảo dưỡng lâu dài trên các tàu ngầm ở sâu dưới bề mặt đại dương.