Trung Quốc đột phá với công nghệ không tưởng, khiến tàu ngầm "biến mất trên sonar"

SCMP đưa tin, nhóm các nhà khoa học đang phát triển công nghệ tàu ngầm hạt nhân thế hệ tiếp theo của Trung Quốc cho biết, họ đã tiến gần hơn tới việc phát triển hệ thống đẩy laser dưới nước cho tàu ngầm - một hệ thống động cơ đẩy không có bộ phận chuyển động cơ học như truyền thống.

Nhóm dự án do Ge Yang, Phó giáo sư tại Đại học Kỹ thuật Cáp Nhĩ Tân, nơi phát triển tàu ngầm đầu tiên của Trung Quốc, dẫn đầu.

Ông Ge Yang cho biết công nghệ mới này có thể tạo ra lực đẩy gần 70.000 Newton - gần bằng lực của động cơ phản lực thương mại, giúp tăng hiệu suất chuyển đổi tia laser thành lực đẩy lên gấp 4 lần.

Công nghệ này sử dụng 2 megawatt năng lượng laser phát ra qua lớp phủ sợi quang của tàu ngầm, mỗi sợi mỏng hơn một sợi tóc người - một hiệu suất trước đây được cho là không thể để đạt được.

Điều đáng nói, các xung laser không chỉ tạo ra lực đẩy mà còn làm bay hơi nước biển, tạo ra bong bóng khắp bề mặt tàu ngầm trong hiện tượng được gọi là "siêu sủi bọt" có thể làm giảm đáng kể lực cản nước.

Theo các nhà nghiên cứu, về mặt lý thuyết, hệ thống này có thể cho phép tàu ngầm di chuyển nhanh hơn tốc độ âm thanh mà không tạo ra rung động tiếng ồn cơ học vốn thường làm lộ vị trí của tàu ngầm trên sonar.

Nhóm của PGS Ge Yang gọi công nghệ mới này là "không tưởng", vốn chỉ có thể xuất hiện trong các bộ phim khoa học viễn tưởng, và kỳ vọng nó sẽ có ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như động cơ đẩy tàng hình cho tàu ngầm.

20 năm trước, các nhà khoa học Nhật Bản đã đưa ra ý tưởng sử dụng tia laser để tạo ra plasma trong nước và sau đó sử dụng sóng nổ được hình thành do sự giãn nở của plasma để tạo lực đẩy. Nhưng vào thời điểm đó, ý tưởng này vẫn chỉ nằm trên giấy.

2 thập kỷ qua, mọi nỗ lực phát triển hệ thống này đều mang lại hiệu quả rất thấp: Với 1 watt công suất laser chỉ tạo ra lực đẩy bằng một phần triệu newton, không có giá trị ứng dụng thực tế.

PGS Ge Yang và nhóm của ông đã giải quyết được bài toán khó này.

Dẫu vậy, nhóm nghiên cứu cho biết, trong khi lò phản ứng hạt nhân trên tàu ngầm tạo ra hơn 150 megawatt nhiệt điện – đủ cho hệ thống đẩy laser – thì vẫn còn nhiều thách thức phải vượt qua trước khi công nghệ này có thể được áp dụng cho tàu ngầm hạt nhân.

Chúng bao gồm khả năng tản nhiệt của sợi quang, độ bền trong môi trường năng lượng cao và độ mặn cao, cũng như kết hợp cửa sổ phát xạ sợi quang với lớp gạch chống phản xạ bề mặt của tàu ngầm.

"Bất chấp những thách thức này, công nghệ đột phá này phù hợp với sự thay đổi toàn cầu hiện nay từ chuyển động cơ học sang động cơ đẩy điện trong bối cảnh cuộc cách mạng công nghiệp mới đang diễn ra" - Nhóm nghiên cứu nhận định.

Ngoài các ứng dụng quân sự tiềm năng, động cơ đẩy laser dưới nước cũng có thể được áp dụng để nâng cao hiệu quả của tàu dân sự và đạt được "vận chuyển xanh".

"Kẻ tám lạng, người nửa cân"

Mỹ cũng không nằm ngoài cuộc đua chế tạo công nghệ cao cho tàu ngầm.

Ngày 1/4/2024, Navalnews đưa tin, các tàu ngầm của Hải quân Mỹ sẽ đưa khả năng tàng hình lên một tầm cao mới bằng việc trang bị hệ thống truyền động thủy lực (MagnetoHydroDynamics - MHD).

Cụ thể, lần đầu tiên thế giới, Hải quân Mỹ trang bị một dạng động cơ đẩy mới tên là MHD cho USS Montana (SSN 794) - một tàu ngầm tấn công lớp Virginia. Nhờ MHD, tàu ngầm Mỹ gần như không bị phát hiện.

Công nghệ MHD sử dụng từ trường và chất lỏng dẫn điện để tạo ra lực đẩy (và được đặt hoàn toàn nằm trong thân tàu ngầm), mang lại nhiều ưu thế so với hệ thống dẫn động bằng cánh quạt truyền thống (vốn được đặt ở đuôi tàu).

Navalnews nhận định, MHD là động cơ đẩy tàu ngầm yên tĩnh nhất từ trước đến nay. Vì không có bộ phận cơ khí chuyển động, tàu ngầm trở nên đặc biệt khó bị phát hiện bằng cách truyền thống là sử dụng sonar thụ động lắng nghe tiếng động phát ra từ tàu ngầm mục tiêu.

Sonar có thể sẽ nghe thấy những tiếng động (từ tàu ngầm) nhưng không thể phân biệt được với hiện tượng tự nhiên, chẳng hạn như hoạt động địa chấn.

Tuy nhiên, cũng như công nghệ đẩy laser dưới nước của Trung Quốc, công nghệ MHD của Mỹ cũng cần phải có thời gian để hoàn thiện và ứng dụng rộng rãi.

Tham khảo: SCMP, Navalnews