Công nghệ tàng hình của 'tiểu-siêu cường' tàu ngầm Thụy Điển khiến hải quân Mỹ lo ngại

Tàu ngầm dự án A-26 Thụy Điển. (Nguồn: Hisutton)

Ghost - Tàng hình hoàn toàn tự nhiên

Tham gia tập trận đa quốc gia tại Địa Trung Hải vào tháng 9/2000, chiếc tàu ngầm của Hải quân Thụy Điển HMS Gotland (dự án A-19) không bị phát hiện bởi các phương tiện săn ngầm tối tân và đã “đánh chìm” rất nhiều mục tiêu giả định.

Đánh giá cao tính năng của Gotland, đồng thời "lo ngại" trước sức mạnh của sản phẩm đến từ châu Âu, năm 2004, Hải quân Mỹ đã thuê tàu ngầm này cùng thủy thủ đoàn phối hợp đánh giá khả năng tàu ngầm và cải tiến các kỹ thuật chống tàu ngầm đối phương. Gotland có thể "đánh chìm" tàu sân bay USS Ronald Reagan 6,2 tỷ USD mới được chế tạo, có thể lén lút "chạy quanh" tàu sân bay phục vụ lực lượng đặc nhiệm Mỹ. Sau đó, người Mỹ lại tiếp tục xin gia hạn và phải đến tháng 7/2007, con tàu mới được trở về quê hương.

Ghost, viết tắt của Genuine Holistic Stealth - tạm dịch là Tàng hình hoàn toàn tự nhiên, công nghệ tàng hình mới nhất của Công ty công nghiệp quân sự Saab (Thụy Điển) là công nghệ yên tĩnh nhất từ trước đến nay và thậm chí còn yên tĩnh hơn cả tàu ngầm lớp Gotland đã nâng cấp. Tín hiệu âm thanh cực kỳ thấp đạt được nhờ nhiều giải pháp, theo đó, các giá treo và vách ngăn bằng cao su bên trong tàu đã được sử dụng để giảm thiểu tiếng ồn do máy móc hoặc thủy thủ đoàn gây ra. Khung và vách các khoang phụ được ghép các “tấm giảm âm” hấp thụ âm thanh bên trong tàu ngầm.

Ngoài ra, tất cả bề mặt bên trong được tối ưu hóa để giảm thiểu tiếng ồn, bao gồm cả ống mềm và bộ giảm chấn; điều chỉnh tốc độ dòng chảy tối đa trong ống dẫn khí, bán kính uốn tối thiểu đối với dây cáp và ống dẫn, cùng thiết kế hệ thống các lỗ và cửa. Bên ngoài tàu, người ta sử dụng hình dạng thân tàu và thiết kế cánh đuôi mới giúp giảm tiếng ồn thủy động lực do nước chảy dọc theo bề mặt thân và cánh đuôi gây ra. Mặt cắt radar tàu cũng đã được xem xét và giảm bớt thông qua thiết kế tối ưu cột buồm trên thân tàu.

Động cơ đẩy không khí độc lập - AIP

Các tàu ngầm lớp Gotland được chế tạo tại xưởng đóng tàu Kockums (Thụy Điển) vào những năm 90 của thế kỷ trước và là những chiếc tàu ngầm đầu tiên lúc bấy giờ sử dụng thành công động cơ AIP (Air-Independent Propulsion, tạm dịch là Động cơ đẩy không khí độc lập, hay động cơ đẩy sử dụng không khí độc lập, động cơ đẩy không cần không khí). Động cơ có tên Stirling này do Narcís Monturiol i Estarriol - kỹ sư người Tây Ban Nha phát minh vào năm 1867 và được người Nga áp dụng lần đầu tiên vào năm 1908, trên tàu ngầm Pochtovy.

Tàu ngầm Thụy Điển rất có uy tín trên thị trường thế giới. (Nguồn: National Interest)

Năm 1930, kỹ sư người Đức Helmuth Walter đã phát triển một động cơ AIP sử dụng hydrogen peroxide (H2O2) tinh khiết làm chất oxy hóa để tạo không khí cho động cơ. Sau này, Liên Xô phát triển công nghệ AIP sử dụng oxy lỏng và nhiên liệu diesel dùng cho tàu ngầm dự án Project 615 (NATO định danh là lớp Quebec).

Pháp phát triển động cơ turbin chu kỳ đóng MESMA dùng rượu ethanol và oxy. Ethanol và oxy được lưu trữ ở áp suất gấp 60 lần áp lực khí quyển, cho phép thải khí thải carbon dioxide xuống biển ở độ sâu bất kỳ mà không cần đến máy nén khí, cho phép tàu ngầm hoạt động liên tục đến 21 ngày dưới nước, tùy thuộc vào tốc độ, áp suất nước biển…

Sau Thế chiến II, Hải quân Hoàng gia Anh cũng đã thử nghiệm một động cơ đẩy AIP trên tàu ngầm HMS Excalibur nhằm kiểm tra tính khả thi của dự án, nhưng sau đó, họ từ bỏ chương trình phát triển công nghệ AIP để tập trung phát triển tàu ngầm hạt nhân chiến lược.

Mỹ đã thử nghiệm phát triển các động cơ AIP theo ý tưởng của Tiến sĩ Walter, tuy nhiên, năm 1950, nước này ngưng toàn bộ nghiên cứu bởi hệ thống động lực hạt nhân đã được phát triển hoàn thiện. Hơn nữa, quan điểm tác chiến của Hải quân Mỹ là chỉ tập trung phát triển lực lượng tàu ngầm hạt nhân chiến lược và coi nhẹ tàu ngầm thông thường.

Hãng Siemens của Đức phát triển khái niệm tế bào nhiên liệu sử dụng cho các loại tàu ngầm Type-209/214, theo đó, các tế bào này chuyển đổi hóa năng thành điện năng thông qua phản ứng hóa học với oxy và các khí hydrocarbon.

Còn Thụy Điển phát triển khái niệm động cơ chu trình Stirling sử dụng oxy lỏng và nhiên liệu diesel để làm quay máy phát điện công suất 75kW sử dụng cho động cơ đẩy hoặc sạc pin cho tàu. Động cơ Stirling này có khả năng hoạt động liên tục 14 ngày dưới nước và đẩy tàu ngầm tải trọng 1.500 tấn di chuyển với tốc độ 5 hải lý/giờ.

Các loại tàu ngầm đang được trang bị động cơ AIP trên thế giới hiện nay gồm có: Tàu ngầm lớp Scorpene của Pháp, Type-209/212/214 của Đức, lớp Lada, Amur của Nga, lớp Asashio, Soryu của Nhật Bản, lớp Gotland, Södermanland, Archer của Thụy Điển, S-80 của Tây Ban Nha, tàu Type-041 lớp Nguyên (Yuan) của Trung Quốc.

Dấu ấn Thụy Điển

Mặc dù là phi hạt nhân, nhưng tàu ngầm lớp Blekinge (dự án A-26) của Thụy Điển sử dụng động cơ Stirling, cho phép tàu kéo dài thời gian ở dưới nước từ vài ngày đến vài tuần - khả năng mà trước đây chỉ có các tàu ngầm chạy bằng năng lượng hạt nhân có được. Các tàu ngầm động cơ diesel thường cần phải nổi lên cứ sau vài ngày hoặc hút khí từ ống thở để sạc lại pin. Các tàu ngầm sử dụng AIP có giá thấp hơn nhiều so với tàu ngầm chạy bằng năng lượng hạt nhân, nhưng nó vẫn cực kỳ nguy hiểm khi di chuyển dưới nước ở tốc độ thấp.

Với động cơ Stirling, nhiệt lượng cần thiết được tạo ra trong một buồng đốt riêng biệt và được chuyển thành khí làm việc cho động cơ, hoạt động trong một hệ thống hoàn toàn khép kín. Khí làm việc buộc các pít-tông trong động cơ di chuyển, bằng cách đó, tạo ra năng lượng cơ học. Động cơ Stirling dùng hỗn hợp oxy hóa lỏng và dầu diesel cùng loại mà máy phát điện diesel trên tàu sử dụng, vừa hiệu quả hơn, vừa có mức tín hiệu âm thanh và hồng ngoại rất thấp. Các máy phát điện này được sử dụng chỉ để di chuyển đường dài ở tốc độ trung bình và khi nổi lên bề mặt hoặc "khịt mũi".

Hai chiếc HMS Blekinge đầu tiên và HMS Skåne thứ hai, hiện đang được tập đoàn Saab đóng, dự kiến xuất xưởng vào năm 2024 và 2025. Nhiều hệ thống được sử dụng trong bản nâng cấp tàu ngầm Gotland sẽ được sử dụng trong tàu ngầm lớp Blekinge. Điều này sẽ cho phép các thủy thủ đoàn chuyển loại từ lớp này sang lớp khác - điều chứng minh có lợi về độ bền hoạt động trong khi giảm độ nhạy cảm của vị trí tuyển dụng nhân viên.

Nhờ mức độ đầu tư chất xám cao được dành cho thiết kế, lớp Blekinge có thể là một trong những lớp tàu ngầm êm nhất từng được con người chế tạo sau khi chúng được hoàn thành.

(theo National Interest, Naval News và Hisutton)

Hương Giang