7 loại tên lửa huyền thoại định hình lại ngành kỹ thuật hàng không vũ trụ trong giai đoạn Chiến tranh Lạnh

Nhiều loại tên lửa đã làm thay đổi ngành kỹ thuật hàng không vũ trụ trong giai đoạn Chiến tranh Lạnh. Ảnh: IE.

Chiến tranh Lạnh không chỉ là cuộc cạnh tranh về sức mạnh quân sự, mà còn là cuộc đua về năng lực kỹ thuật và công nghệ. Mỹ và Liên Xô đều cần những loại tên lửa có thể bay xa hơn, phản ứng nhanh hơn và đạt độ chính xác cao hơn trong những điều kiện khắc nghiệt.

Để đáp ứng những yêu cầu đó, hai cường quốc đã tạo ra hàng loạt đột phá trong lĩnh vực động cơ đẩy, hệ thống dẫn đường, máy tính, vật liệu và thiết kế kết cấu. Đáng chú ý, một số tên lửa sau này còn được cải tiến thành phương tiện phóng vệ tinh và đưa con người vào không gian, biến những thành tựu kỹ thuật quân sự thành nền tảng cho Kỷ nguyên Vũ trụ.

1. R-7 Semyorka

Tên lửa R-7 của Liên Xô trở thành tên lửa đạn đạo xuyên lục địa (ICBM) đầu tiên trên thế giới thực hiện thành công một chuyến bay thử nghiệm vào năm 1957.

Được thiết kế dưới sự chỉ đạo của kỹ sư Sergei Korolev, R-7 sử dụng cấu trúc gồm một thân tên lửa trung tâm kết hợp với bốn tầng đẩy phụ gắn xung quanh, tạo ra lực đẩy đủ lớn để thực hiện các chuyến bay liên lục địa.

Một điểm đặc biệt trong thiết kế của R-7 là toàn bộ động cơ chính đều được khởi động trước khi tên lửa rời bệ phóng. Điều này giúp giảm rủi ro so với việc kích hoạt động cơ trong quá trình bay.

Một phiên bản cải tiến của R-7 đã đưa vệ tinh nhân tạo đầu tiên của nhân loại, Sputnik 1, lên quỹ đạo vào tháng 10/1957. Các biến thể sau này của cùng nền tảng thiết kế tiếp tục được sử dụng để phóng tàu vũ trụ Vostok, Voskhod và Soyuz.

2. SM-65 Atlas

Tên lửa SM-65 Atlas của Mỹ theo đuổi một hướng tiếp cận hoàn toàn khác: giảm tối đa trọng lượng bằng cách sử dụng các thùng nhiên liệu siêu mỏng nhưng được ổn định nhờ áp suất bên trong.

Các thùng nhiên liệu bằng thép không gỉ mỏng nhẹ giúp Atlas giảm khối lượng đáng kể. Tuy nhiên, thiết kế này cũng khiến tên lửa có thể bị biến dạng nếu không được duy trì áp suất phù hợp.

Atlas sử dụng cấu hình động cơ đặc biệt gọi là “một tầng rưỡi”, trong đó cả ba động cơ chính được khởi động trước khi phóng.

Trong quá trình bay, hai động cơ tăng lực bên ngoài sẽ được tách bỏ, trong khi động cơ trung tâm tiếp tục hoạt động. Sau này, phiên bản chuyển đổi từ Atlas đã được sử dụng để đưa phi hành gia John Glenn lên quỹ đạo Trái Đất.

3. Polaris A-1

Polaris A-1 đã biến tàu ngầm hạt nhân thành một nền tảng phóng tên lửa đạn đạo có khả năng cơ động cao.

Tháng 7/1960, tàu ngầm USS George Washington của Mỹ lần đầu tiên phóng thành công tên lửa Polaris khi đang lặn dưới nước ngoài khơi bang Florida.

Các kỹ sư phải giải quyết hàng loạt thách thức: tạo ra một loại vũ khí có thể hoạt động trong thời gian dài dưới biển, rời khỏi ống phóng kín, vượt qua môi trường nước trước khi kích hoạt động cơ và bay tới mục tiêu.

Việc sử dụng hai tầng động cơ nhiên liệu rắn giúp Polaris loại bỏ quy trình nạp nhiên liệu phức tạp trước khi phóng. Thiết kế này trở thành nền móng cho các dòng tên lửa chiến lược tiếp theo như Poseidon và Trident.

4. LGM-30 Minuteman

Minuteman tạo ra bước thay đổi lớn trong vận hành tên lửa đạn đạo khi kết hợp động cơ nhiên liệu rắn với hệ thống phóng tự động hóa cao.

Ba tầng động cơ nhiên liệu rắn cho phép tên lửa được lưu trữ trong hầm phóng ở trạng thái sẵn sàng chiến đấu trong thời gian dài, thay vì phải trải qua quá trình tiếp nhiên liệu kéo dài như các hệ thống sử dụng nhiên liệu lỏng trước đó.

Tên lửa này cũng được trang bị một máy tính kỹ thuật số nhỏ gọn kết nối với hệ thống dẫn đường quán tính.

Quá trình phát triển Minuteman đã thúc đẩy nhiều lĩnh vực công nghệ như điện tử bán dẫn, máy tính thu nhỏ, hệ thống tự chẩn đoán và các động cơ tên lửa có thể nằm im trong nhiều năm nhưng vẫn hoạt động đáng tin cậy khi cần thiết.

5. AIM-9 Sidewinder

AIM-9 Sidewinder chứng minh rằng một vũ khí dẫn đường không nhất thiết phải có thiết kế quá phức tạp để đạt hiệu quả cao.

Được phát triển tại cơ sở China Lake của Hải quân Mỹ, Sidewinder sử dụng đầu dò hồng ngoại thụ động để bám theo nhiệt lượng phát ra từ máy bay đối phương mà không cần phi công liên tục điều khiển.

Một trong những sáng tạo đáng chú ý nhất của Sidewinder là hệ thống rolleron – những bánh răng nhỏ gắn trên các cánh ổn định phía sau tên lửa.

Luồng không khí khi bay làm các bánh răng này quay như con quay hồi chuyển, giúp kiểm soát hiện tượng xoay ngoài ý muốn mà không cần hệ thống điều khiển phức tạp. Thiết kế mô-đun cũng giúp việc nâng cấp các phiên bản sau này trở nên dễ dàng hơn.

6. Titan II

Titan II là tên lửa đạn đạo xuyên lục địa hai tầng của Mỹ, sử dụng loại nhiên liệu siêu độc nhưng có thể lưu trữ lâu dài và tự bốc cháy khi tiếp xúc với nhau.

Dù nguy hiểm trong quá trình xử lý, loại nhiên liệu này cho phép Titan II luôn trong trạng thái sẵn sàng phóng và có tốc độ triển khai nhanh hơn các hệ thống sử dụng nhiên liệu lỏng đông lạnh.

Sau đó, NASA đã cải tiến Titan II thành phương tiện phóng tàu Gemini bằng cách giảm rung động và bổ sung các thiết bị bảo vệ phi hành gia.

Trong giai đoạn 1964-1966, Titan II đã phóng các nhiệm vụ Gemini, giúp Mỹ thử nghiệm thành công nhiều kỹ thuật quan trọng như ghép nối trên quỹ đạo, kết nối tàu vũ trụ, đi bộ ngoài không gian – những bước chuẩn bị cần thiết cho chương trình Apollo đưa con người lên Mặt Trăng.

7. BGM-109 Tomahawk

BGM-109 Tomahawk kết hợp đặc điểm khí động học của máy bay với thiết kế nhỏ gọn của một tên lửa phóng từ tàu chiến hoặc tàu ngầm.

Sau khi rời bệ phóng, tầng đẩy ban đầu được tách bỏ, cánh tên lửa mở ra và một động cơ phản lực cánh quạt nhỏ giúp nó duy trì hành trình bay thấp trong thời gian dài.

Hệ thống so khớp địa hình Terrain Contour Matching sử dụng dữ liệu radar về mặt đất để so sánh với bản đồ độ cao được lưu trữ, giúp tên lửa xác định vị trí mà không cần liên tục nhận lệnh từ bên ngoài.

Các phiên bản sau này được bổ sung công nghệ nhận dạng hình ảnh gần mục tiêu, góp phần định hình kiến trúc của các tên lửa hành trình chính xác tự động hiện đại.

Công nghệ vượt ra ngoài chiến trường

Bảy loại tên lửa trên đại diện cho những lời giải khác nhau trước các bài toán kỹ thuật khắc nghiệt mà Chiến tranh Lạnh đặt ra.

Chúng đã thúc đẩy sự phát triển của hàng loạt công nghệ quan trọng như vật liệu nhẹ, động cơ nhiên liệu rắn và nhiên liệu lỏng, máy tính kỹ thuật số, hệ thống dẫn đường quán tính, đầu dò hồng ngoại và khả năng điều hướng tự động.

Ảnh hưởng của những công nghệ này không chỉ giới hạn trên chiến trường mà còn lan sang lĩnh vực phóng vệ tinh, chinh phục không gian có người lái và phát triển máy bay không người lái.

Được tạo ra ban đầu như những vũ khí chiến lược, các tên lửa thời Chiến tranh Lạnh cuối cùng lại trở thành những viên gạch quan trọng trong quá trình hình thành nền công nghiệp hàng không vũ trụ hiện đại.