Tìm hiểu sức mạnh của hàng không mẫu hạm USS Nimitz

Khi nhắc đến biểu tượng sức mạnh của Hải quân Mỹ, chúng ta phải nhắc tới những chiếc hàng không mẫu hạm khổng lồ. Những chiến hạm với chiều cao bằng tòa nhà 20 tầng và chiều dài hơn 300m. Tuy nhiên sức mạnh của nó nằm ở hạm đội máy bay chiến đấu ở trên, với khả năng cho phép các máy bay cất cánh và hạ cánh trong vòng chưa đầy 25s bằng một đường băng nhỏ, các tàu sân bay đã trở thành một trong những vũ khí chiến lược của Hải quân Mỹ khi tác chiến trên các vùng biển lớn.

 

Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu toàn bộ về sức mạnh của chiếc tàu sân bay USS Nimitz, một trong những tàu sân bay lớn nhất và hiện đại nhất của Hải quân Mỹ với giá trị lên tới 4,5 tỷ USD.

Các bộ phận chính

Với khoảng 1 tỷ các bộ phận riêng lẻ, siêu tàu sân bay Nimitz là một trong những bộ máy phức tạp nhất trên thế giới. Tuy nhiên về cơ bản, có thể chia các bộ phân ra với 4 mục đích hoạt động chính là: vận chuyển máy bay chiến đấu, cho phép máy bay cất/hạ cánh, đóng vai trò trung tâm chỉ huy di động trong các hoạt động quân sự, là nơi sống và làm việc của toàn bộ thủy thủ và phi hành đoàn trong thời gian dài.

 

Để thực hiện được các nhiệm vụ này, một chiếc tàu sân bay là sự kết hợp của một chiến hạm khổng lồ, một sân bay, một căn cứ quân sự và một thành phố nhỏ. Nó bao gồm các bộ phận chính:

- Boong tàu là một bề mặt phẳng và rộng phía trên của tàu, bao gồm một sân bay, vị trí để các máy bay sắp cất cánh và trung tâm chỉ huy.

- Khoang chứa máy bay, một khu vực dưới boong tầu để cất giữ các máy bay chưa sử dụng.

- Trung tâm chỉ huy là phần cao nhất của con tàu, tập hợp mọi hoạt động chỉ đạo của con tàu và các máy bay tác chiến.

- Các khu vực phục vụ phi hành đoàn sống và làm việc.

- Một nhà máy điện nhỏ và động cơ giúp con tàu hoạt động trên biển trong khoảng thời gian dài.

- Các hệ thống khác tương tự như một thành phố, giải quyết các vấn đề về nước, thức ăn, thông tin liên lạc…

- Thân tàu, phần chính của con tàu được tạo thành từ những tấm thép lớn với chiều dày hơn 10cm. Thiết kế chắc chắn và năng nề này có hiệu quả cao trong việc giảm thiệt hại trong các trận chiến. Phần thân được chia thành ba phần chính là sàn đáp trên cùng, khoang chứa máy bay ở giữa và phần khung xương chìm dưới nước.

 

Phần thân nằm dưới mặt nước được làm tròn và tương đối hẹp, trong khi các phần phía trên được mở rộng ra để đảm bảo không gian cho các hoạt động của người và máy bay. Phần thân dưới có cấu tạo hai lớp cách nhau một khoảng, khi có va chạm hoặc trúng ngư lôi, lớp vỏ bên ngoài bị phá hủy, lớp vỏ bên trong sẽ ngăn chặn nước từ bên ngoài tràn vào.

Chế tạo một chiếc tàu sân bay

Từ những năm 1950, tất cả các siêu tàu sân bay của Mỹ đều được chế tạo tại Northrop Grumman, thuộc bang Virginia . Để việc chế tạo đạt hiệu quả cao, mỗi chiếc tàu sân bay được chế tạo riêng từng phần và sau đó được lắp ráp lại với nhau. Mỗi phần có thể bao gồm nhiều tầng, ngăn, phòng khác nhau và có thể nặng tới hàng chục tấn. Một chiếc siêu tầu sân bay cần khoảng 200 phần riêng biệt để lắp ráp, các phần này sẽ được một cần trục khổng lồ đưa vào vị trí chính xác, sau đó sẽ được hàn lại với nhau.

 

Một chiếc tàu sân bay cũng sử dụng động cơ cánh quạt để chạy dưới nước, tuy nhiên để có thể đây một con tàu nặng cả trăm ngàn tấn thì không thể sử dụng những động cơ cánh quạt thông thường. Các cánh quạt có đường kính 7,6m và nặng 30 tấn, chạy bằng turbin hơi nước, được cung cấp năng lượng từ hai lò phản ứng hạt nhân. Hai lò phản ứng hạt nhân A4W được đặt trong các khoang riêng biệt, cung cấp nhiệt làm nóng nước và tạo hơi nước được nén với áp suất cao làm chạy turbin.. Do chạy bằng năng lượng hạt nhân nên các tàu sân bay này có khả năng hoạt động liên tục trong vòng 20 năm mà không cần nạp nhiên liệu.

 

Các turbin đồng thời cũng tạo ra điện cung cấp cho các hoạt động trên tàu. Nó còn có một nhà máy khử muối, có thể biến 1,5 triệu lít nước mặn thành nước ngọt có thể uống được.

Số liệu thống kê của siêu tàu sân bay Nimitz:

- Tổng chiều cao: 74m.
- Trọng lượng: 97.000 tấn
- Trọng lượng kết cấu thép: 60.000 tấn
- Tổng diện tích có thể sử dụng: 18.000 m2
- Chiều dài: 333m
- Chiều rộng của sân bay: 78 mét
- Số khoang và các không gian trên máy bay: hơn 40.000
- Trọng lượng của mỗi cánh quạt: 30 tấn
- Trọng lượng của mỗi bánh lái: 41 tấn
- Nhiên liệu lưu trữ cho máy bay: 12,5 triệu lít
- Tổng chiều dài của các dây cáp điện: trên 1.600 km
- Khả năng lưu trữ  trong tủ lạnh  và  thực phẩm khô  : đủ để nuôi 6.000 người cho 70 ngày .

Quá trình cất cánh

Các hoạt động cất cánh trên boong tàu có thể xem là một trong những hoạt động nguy hiểm nhất. Mặc dù các đường băng có thiết kế giống như bình thường nhưng chúng có chiều dài ngắn hơn rất nhiều. Các máy bay phải cất cánh với tốc độ cực lớn trong một không gian hạn chế. Chỉ cần một sơ xuất nhỏ có thể khiến cả chiếc máy bay lao xuống biến, hoặc thổi bay thủy thủ đoàn đang làm việc trên boong tàu.

 

Những chiếc máy bay cần có các luồng khí di chuyển qua cánh của nó để tạo lực nâng, do đó để việc cất cánh từ tàu sân bay dễ dàng hơn, những chiếc máy bay có thể được nhận luồng không khí bổ sung bằng cách tăng tốc của tàu ngược chiều gió theo hướng cất cánh. Các luồng không khí này sẽ giúp giảm tốc độ tối thiểu cần để cất cánh của máy bay.

 

Tuy nhiên sự hỗ trợ cất cánh chính nằm ở các máy phóng máy bay, những chiếc máy này sẽ giúp máy bay đạt được tốc độ cao trong khoảng thời gian và khoảng cách rất ngắn. Mỗi máy phóng có gắn một piston cực lớn dưới sàn boong tàu, phần trên của bộ phận này chỉ là một cái mấu nhỏ (tạm gọi là mấu kéo) được móc vào càng của bánh mũi máy bay qua một thanh nốt hình T , cái mấu nhỏ này sẽ trượt trên một cái khe trên mặt boong, chiều dài khe này là 300 feet, còn piston phía dưới mặt boong thì chuyển động tịnh tiến trong một xylanh .

 

Máy bay chuẩn bị cất cánh sẽ dược đưa vào máy phóng, cái mấu nhỏ phần trên boong dược móc qua một thanh chữ T vào bánh xe mũi máy bay, piston được nén tối đa trong xy lanh, một bộ phận hãm đặc biệt gắn ở hai bên bánh xe mũi máy bay bảo đảm cho máy bay luôn ở một trạng thái cân bằng lực. Sau khi đã kiểm tra mọi thứ, phi công tăng vòng tua máy tối đa, sau khi máy bay đã ở trạng thái máy tối đa( engine to full power) máy phóng sẽ phóng, giải phóng năng lượng cho piston kéo máy bay về phía trước, trong vòng hai giây máy bay đạt vận tốc 260 km/h, khi đến cuối chiều dài khe trươt, thanh móc chữ T tự dộng rời ra khỏi mấu kéo, thu vào bụng máy bay đồng thời với bánh xe mũi.

 

Trong quá trình cất cánh, một tấm chắn phía sau đường băng sẽ dược dựng lên nhằm cản luồng khí phản lực từ động cơ của máy bay. Nếu quá trình cất cánh thất bại, phi công sẽ phải kích hoạt nút khẩn cấp để phóng ra khỏi buồng lái, tuy nhiên rủi ro gặp phải là rất thấp do tất cả đã được tính toàn kỹ lưỡng.

 

Quá trình hạ cánh

Việc hạ cánh trên tàu sân bay là một trong những công việc khó khăn nhất mà một phi công phải thực hiện. Đường bằng chỉ dài 150m và rất hẹp, đó thực sự là một thách thức rất lớn. Trước khi hạ cánh, phi công sẽ phải hạ chiếc móc tailhook gắn ở đuôi máy bay xuống. Chiếc móc này sẽ có nhiệm vụ móc vào một trong 4 sợi dây cáp bằng thép siêu bền nằm trên đường băng. Các sợi dây thép này được gắn vào 2 máy thủy lực khổng lồ ở hai đầu. Các máy thủy lực sẽ hấp thụ lực kéo do chiếc máy bay tạo ra và giúp giữ nó lại trên đường băng. Hệ thống này có thể khiến một chiếc máy bay nặng 24 tấn vận tốc 241km/h dừng lại chỉ trong 2 giây.

 

Thủ tục hạ cánh trên tàu sân bay cũng khá phức tạp và được điều khiển bởi Trung tâm kiểm soát không lưu trên tàu. Các máy bay sẽ phải bay vòng vòng quanh tàu sân bay, trước khi nhận được lệnh hạ cánh từ Trung tâm, các máy bay hết nhiên liệu sẽ được ưu tiên trước. Trung tâm sẽ dẫn đường cho máy bay bằng hệ thống đèn tín hiệu, hay còn gọi là hệ thống quang đích. Hệ thống này bao gồm một loạt các đèn với tín hiệu khác nhau, được tập trung và chiếu lên bầu trời ngược theo chiều hạ cánh. Phi công sẽ quan sát các ánh sáng này và biết được góc độ đang tiếp cận với đường băng.

 

Nếu quá trình hạ cánh gặp sự cố, ví dụ như tailhook không móc được vào dây cáp, phi công sẽ ngay lập tức tăng tốc để chiếc máy bay cất cánh và thực hiện lại việc hạ cánh sau đó. Đường băng hạ cánh cũng được thiết kế đặc biệt, với góc nghiêng 14 độ so với phần còn lại của tàu. Do đó các máy bay có thể cất cánh ngay lập tức ở cuối đường bằng mà không bị cản trở bởi các thành phần khác.

Tháp điều khiển trung tâm (The Island)

Tháp điều khiển của tàu sân bay là bộ não điều khiển mọi hoạt động của con tàu, cũng như việc cất/hạ cánh của các máy bay. Tháp cao 46m và rộng khoảng 6m, do đó nó không chiếm quá nhiều diện tích trên sàn đáp. Phía trên tháp điều khiển được trang bị hàng loạt các loại radar và ăng-ten thông tin liên lạc, có nhiệm vụ liên lạc với các máy bay, tàu trong hạm đội, phát hiện tên lửa hay máy bay địch, đồng thời nhận tín hiệu vệ tinh và truyền hình từ đất liền.

 

Bên trong tháp điều khiển trung tâm có một bộ phận gọi là Pri-Fly, với hai sĩ quan đảm nhận việc điều khiển hoạt động của tất cả các máy bay trên tàu, cũng như các máy bay trong bán kính 8km.

 

Nằm ở tầng dưới dưới Pri-Fly là trung tâm chỉ huy của tàu (The Bridge), đây là nơi làm việc của thuyền trưởng và các sĩ quan cao cấp. Họ có trách nhiệm điều khiển hoạt động của con tàu, kiểm soát tốc độ, điều hướng … Ngoài ra còn có rất nhiều bộ phận đảm nhận các nhiệm vụ riêng biệt trên tàu sân bay, ví dụ như bộ phận kiểm soát việc hạ cánh và cất cánh, bộ phận bảo dưỡng và xử lý các sự cố máy bay, bộ phận điều khiển không lưu … Các bộ phận này sẽ cung cấp thông tin cho trung tâm chỉ huy và nhận lệnh trực tiếp.

 

Riêng có một bộ phận hoạt động độc lập là trung tâm chỉ huy tác chiến (CDC), chịu trách nhiệm xử lý các thông tin về các mối đe dọa đến tàu cũng như điều khiển hệ thống phòng thủ trên tàu.

Hệ thống vũ khí/tấn công

Nhiệm vụ chính của tàu sân bay là đưa những chiếc máy may chiến đấu vượt đại dương đến vùng chiến, do đó sức mạnh chính của tàu sân bay nằm ở các máy bay chiến đấu này. Một siêu tàu sân bay như USS Nimitz có thể trở 80-100 chiếc máy bay chiến đấu các loại. Trong đó phải kể đến những phi cơ có tầm quan trọng trong các cuộc chiến như:

 

F/A-18 Hornet: Phi cơ chiến đấu được thiết kế để chuyên trị các máy bay địch với các loại tên lửa không đối không.

 

F-14 Tomcat: Máy bay chiến đấu hai chỗ ngồi điển hình, một phi đội F-14 thường túc trực trên không có nhiệm vụ bảo vệ hạm đội tàu sân bay từ trên không.

 

E-2C Hawkeye: Máy bay trinh sát có vai trò quan trọng trong việc do thám cũng như phát hiện các hoạt động của kẻ địch.

 

S-3B Viking: Phi cơ phản lức được trang bị sóng âm, chuyên tìm và diệt tàu ngầm của địch.

 

EA-6B Prowler: Được trang bị các loại vũ khí điện tử, nhiệm vụ chính là làm gián đoạn thông tin liên lạc đối phương, vô hiệu hóa radar.

 

SH-60 Seahawk: Máy bay trực thăng 2 động cơ, được sử dụng trong các nhiệm vụ đổ bộ và cứu hộ.

Ngoài ra còn rất nhiều loại máy bay chiến đấu khác được sử dụng tùy theo từng chiến dịch khác nhau.

 

Ngoài các máy bay chiến đấu, một tàu sân bay cũng có hệ thống phòng thủ của riêng mình, có thể hạ bất kỳ máy bay hoặc tàu chiến địch nào đe dọa đến hạm đội. Trong đó phải kể đến 4 dàn tên lửa đất đối không RIM-7 Sea Sparrow, mỗi dàn 4 quả có tầm bắn xấp xỉ 55km, tốc độ 4,256km/h, đầu nỗ nặng 40.5kg. 4 hệ thống pháo bắn nhanh 20mm chống tên lửa hạm đối hạm MK15 Phalanx, mỗi hệ thống hai khẩu, tốc độ bắn 3,500-4,500viên/phút, băng đạn: 1,000-1,550 viên. Bên cạnh đó, để chống lại ngư lôi từ tàu ngầm địch, mỗi tàu sân bay được trang bị hệ thống đánh lạc hướng ngư lôi SLQ-25A.

 

Thông thường trong một chiến dịch, tàu sân bay không đơn độc trên đại dương mà đi theo một hạm đội đẻ hỗ trợ nhau. Một hạm đội của tàu sân bay thường bao gồm 1 tàu sân bay, 2 tàu khu trục trang bị tên lửa Tomahawk, 1 tàu khu trục tấn công với nhiệm vụ phòng không bằng tên lửa đất đối không và pháo cao xạ, 2 tàu ngầm lớp Los Angeless và 1 tàu hậu cần.

Việc duy trì hoạt động và bảo dưỡng cho riêng một tàu sân bay lớp Nitmiz đã tiêu tốn khoảng 750 triệu đến 900 triệu USD mỗi năm, bằng một phần tư số tiền để đóng một tàu Nitmiz mớI- Một con số khủng khiếp!!!

Tham khảo: HowStuffWorks