Lớp phủ không tưởng giúp máy bay tàng hình Trung Quốc vô hình trước radar chống tàng hình
Các nhà khoa học quân sự Trung Quốc đã đạt được điều không tưởng với một vật liệu tàng hình mới có thể đánh bại radar chống tàng hình.
Quân đội Trung Quốc đã tiết lộ một vật liệu tàng hình có khả năng “làm mù” radar chống tàng hình.
Radar chống tàng hình là loại radar đặc biệt được thiết kế để phát hiện và theo dõi các mục tiêu tàng hình, đặc biệt là máy bay chiến đấu được chế tạo để giảm thiểu dấu hiệu radar. Trong khi máy bay tàng hình được thiết kế để "ẩn mình" khỏi radar thông thường bằng cách hấp thụ hoặc tán xạ sóng radar, radar chống tàng hình lại có khả năng "nhìn xuyên" lớp tàng hình này.
Các cuộc thử nghiệm trong phòng thí nghiệm đã chứng minh rằng vật liệu này có thể hấp thụ hiệu quả những sóng điện từ tần số thấp từ nhiều góc độ khác nhau, với độ dày chỉ tương đương hai tờ giấy in - kỳ tích trước đây được coi là không thể.
Các radar chống tàng hình phát ra sóng điện từ có bước sóng lên tới centimet hoặc thậm chí là mét. Hiện tại, do quá mỏng nên các vật liệu phủ trên máy bay tàng hình không thể hấp thụ hiệu quả tín hiệu sóng dài này.
Trung Quốc đã triển khai một số lượng lớn radar chống tàng hình dọc theo bờ biển và trên các tàu hải quân. Quân đội Trung Quốc tuyên bố các radar này có thể phát hiện các máy bay chiến đấu tàng hình như F-22 và F-35 của Mỹ từ khoảng cách khá xa.
Hiện nay, vật liệu mới do các nhà khoa học từ Đại học Công nghệ Quốc phòng Quốc gia Trung Quốc (NUDT) phát triển có thể chuyển đổi sóng điện từ có bước sóng từ 70cm đến 20cm thành nhiệt. Điều này bao phủ băng thông hoạt động của hầu hết radar chống tàng hình hiện nay, cụ thể là băng tần P và băng tần L.
Vật liệu này nhẹ, linh hoạt và dễ sản xuất với số lượng lớn, do đó phù hợp để phủ lên máy bay hoặc các nền tảng vũ khí khác yêu cầu khả năng tàng hình.
Các nhà khoa học tham gia dự án cho biết công trình của họ "không vi phạm những định luật cơ bản của vật lý".
"Các vật liệu tổng hợp nhân tạo mới nổi, thông qua các sắp xếp tuần hoàn hoặc không tuần hoàn, thể hiện đặc tính khác thường và có thể đạt được hiện tượng vật lý và ứng dụng mà vật liệu tự nhiên không thể", đội ngũ dự án viết trong một bài báo được bình duyệt ngang hàng đăng trên tạp chí Telecommunication Engineering tiếng Trung vào tháng 10. Đội ngũ đó do Cui Kaibo, nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Trọng điểm Quốc gia về tác động của môi trường điện từ phức tạp trên Hệ thống Điện tử và Thông tin, dẫn đầu.
Cấu trúc đặc biệt này còn được gọi là siêu vật liệu. Cui Kaibo và các đồng nghiệp đã sử dụng một loại kim loại chưa xác định để tạo ra một mạch đặc biệt trên lớp phủ. Khi sóng điện từ tần số thấp tác động vào lớp phủ, chúng sẽ tạo ra dòng điện trên bề mặt của lớp kim loại.
Sau đó, các dòng điện này có thể được chuyển đổi thành nhiệt và nhanh chóng tản ra không khí.
Theo các nhà nghiên cứu, công nghệ đó đạt được hiệu ứng tàng hình tần số thấp băng thông cực rộng chưa từng có mà không cần đến các thành phần từ tính nặng và đắt tiền. Điều đó giúp vật liệu này tiết kiệm chi phí và có thể mở rộng quy mô để ứng dụng trên nhiều loại thiết bị quân sự khác nhau.
Theo Cui Kaibo và các đồng nghiệp, công nghệ này có thể trở thành "chìa khóa của Trung Quốc trong các cuộc chiến tranh trong tương lai".
Lớp phủ mới sử dụng mạch kim loại để chuyển đổi sóng điện từ thành nhiệt và có hiệu quả làm mù radar chống tàng hình - Ảnh: Đại học Công nghệ Quốc phòng Quốc gia Trung Quốc
Hiện tại, Trung Quốc nắm giữ nhiều bằng sáng chế nhất về siêu vật liệu. Tại triển lãm Hàng không Trung Quốc được tổ chức tại thành phố Chu Hải (tỉnh Quang Đông) đầu tháng 11, một doanh nghiệp tư nhân có trụ sở chính ở Thâm Quyến đã trình làng máy bay không người lái đầu tiên trên thế giới được phủ hoàn toàn bằng siêu vật liệu.
Máy bay không người lái này được cho là sở hữu khả năng tàng hình chưa từng có. Sản phẩm sẽ được sản xuất hàng loạt tại một nhà máy ở thành phố Chu Châu (tỉnh Hồ Nam, Trung Quốc) vào năm 2025.
Siêu vật liệu là một loại vật liệu nhân tạo được thiết kế đặc biệt để có những tính chất vượt xa những gì chúng ta thấy ở các vật liệu tự nhiên. Thay vì dựa vào các nguyên tử cấu tạo nên vật liệu, siêu vật liệu có được tính chất đặc biệt nhờ vào cấu trúc vi mô được thiết kế một cách tinh vi.
Tính chất độc đáo
Siêu vật liệu có thể có những tính chất kỳ lạ như:
- Bẻ cong ánh sáng: Làm cho ánh sáng đi theo những đường cong bất thường, tạo ra hiệu ứng tàng hình.
- Tăng cường sóng: Tập trung sóng âm thanh hoặc sóng điện từ vào một điểm nhất định.
- Cách nhiệt hoàn hảo: Ngăn chặn hoàn toàn sự truyền nhiệt.
- Từ tính siêu mạnh: Tạo ra từ trường cực mạnh.
Ứng dụng tiềm năng
Nhờ những tính chất đặc biệt này, siêu vật liệu mở ra những ứng dụng vô cùng hấp dẫn trong nhiều lĩnh vực, từ y học đến công nghệ thông tin, quốc phòng...
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Cấu trúc vi mô của siêu vật liệu thường bao gồm các đơn vị cấu tạo lặp lại với kích thước nhỏ hơn nhiều so với bước sóng của bức xạ mà nó tương tác. Chính cấu trúc này tạo ra những tương tác đặc biệt với sóng điện từ, âm thanh hoặc các loại sóng khác, dẫn đến những tính chất độc đáo.
Ứng dụng của siêu vật liệu
Tàng hình: Siêu vật liệu có thể làm cho vật thể trở nên vô hình bằng cách bẻ cong ánh sáng xung quanh nó.
Ăng ten: Tạo ra các loại ăng ten nhỏ gọn, hiệu quả cao với các tính năng đặc biệt.
Y học: Sử dụng siêu vật liệu để tạo ra các thiết bị y tế mới, chẳng hạn máy chụp cộng hưởng từ (MRI) có độ phân giải cao hơn.
Năng lượng: Tạo ra các tấm pin mặt trời hiệu quả hơn, thiết bị lưu trữ năng lượng mới.
Quốc phòng: Phát triển các vật liệu hấp thụ sóng radar để tăng khả năng tàng hình cho các phương tiện quân sự.
Thách thức và tương lai
Dù có tiềm năng rất lớn, việc sản xuất siêu vật liệu vẫn còn đối mặt với nhiều thách thức như:
Chi phí cao: Quá trình sản xuất siêu vật liệu đòi hỏi công nghệ cao và chi phí lớn.
Độ phức tạp: Thiết kế và chế tạo các cấu trúc vi mô phức tạp là việc đòi hỏi sự chính xác cao.
Ứng dụng thực tế: Dù đã có nhiều tiến bộ, việc ứng dụng siêu vật liệu vào thực tế vẫn còn hạn chế.
Song với sự phát triển không ngừng của công nghệ, siêu vật liệu hứa hẹn sẽ mang đến cuộc cách mạng trong nhiều lĩnh vực cuộc sống.
