Phương tiện lướt siêu vượt âm và tên lửa hành trình siêu vượt âm khác nhau thế nào?

Một trong những dự án phương tiện lượn siêu thanh của Trung Quốc. Cấu hình của nó lần đầu tiên được tiết lộ bởi Bản tin Quân sự trên CCTV-7 (trái) và tên lửa hành trình cận âm được gắn trên máy bay B-52G Stratofortress. Ảnh: IE.

Vũ khí siêu vượt âm được thiết kế để bay với tốc độ Mach 5 trở lên, tức ít nhất gấp 5 lần tốc độ âm thanh. Tuy nhiên, không phải mọi vũ khí siêu vượt âm đều bay theo cùng một cách.

Hai nhóm chính là phương tiện lướt siêu vượt âm (hypersonic glide vehicles, HGV) và tên lửa hành trình siêu vượt âm (hypersonic cruise missiles, HCM) sử dụng những hệ thống động lực và quỹ đạo bay khác nhau để tiếp cận mục tiêu.

Điểm khác biệt cốt lõi nằm ở cách chúng duy trì tốc độ. HGV được tên lửa đẩy tăng tốc lên tốc độ rất cao trước khi tách ra và lướt về phía mục tiêu, trong khi HCM sử dụng động cơ hút khí để duy trì hành trình siêu vượt âm.

Cả hai loại đều có khả năng cơ động trong quá trình bay. Chính khả năng thay đổi quỹ đạo này khiến đường bay của chúng khó dự đoán hơn và đặt ra thêm thách thức cho các hệ thống phòng thủ tên lửa.

Phương tiện lướt siêu vượt âm là gì?

Phương tiện lướt siêu vượt âm là một thân bay có hình dáng tương tự máy bay, được tên lửa đẩy đưa lên tốc độ rất cao. Sau khi tên lửa hoàn tất quá trình tăng tốc và thả phương tiện lướt, HGV tiếp tục lao qua khí quyển về phía mục tiêu mà không cần một động cơ duy trì lực đẩy trong suốt chặng bay.

Điểm khác biệt đáng kể so với tên lửa đạn đạo thông thường là HGV không đơn thuần bay theo một quỹ đạo hình cung tương đối dễ dự đoán. Nhờ tạo lực nâng khí động học, phương tiện lướt có thể cơ động trong quá trình hạ độ cao.

Khả năng này cho phép HGV thay đổi hướng bay, từ đó khiến đối phương khó xác định chính xác vị trí của phương tiện cũng như dự đoán điểm đến cuối cùng.

HGV thường hoạt động ở độ cao lớn, nơi không khí loãng hơn và lực cản khí động học giảm xuống. Tuy nhiên, tốc độ cực cao vẫn tạo ra lượng nhiệt rất lớn khi phương tiện di chuyển trong khí quyển. Vì vậy, HGV cần các vật liệu chịu nhiệt chuyên dụng cùng hệ thống dẫn đường có khả năng hoạt động trong môi trường khắc nghiệt.

DF-17 của Trung Quốc là một ví dụ nổi bật về hệ thống tên lửa được thiết kế để mang phương tiện lướt siêu vượt âm. Trong khi đó, Avangard của Nga sử dụng tên lửa đạn đạo liên lục địa để đưa một phương tiện lướt chiến lược lên quỹ đạo, với thiết kế được phát triển cho nhiệm vụ mang đầu đạn hạt nhân.

Tên lửa hành trình siêu vượt âm là gì?

Tên lửa hành trình siêu vượt âm có cách hoạt động khác với HGV ở chỗ nó sử dụng động cơ để tạo lực đẩy trong phần lớn giai đoạn hành trình có động lực.

Nhiều thiết kế HCM sử dụng động cơ scramjet, hay động cơ phản lực dòng thẳng đốt siêu âm. Loại động cơ này tận dụng chính chuyển động về phía trước của tên lửa để nén luồng không khí đi vào, sau đó trộn không khí với nhiên liệu và đốt cháy hỗn hợp để tạo lực đẩy.

Khác với động cơ phản lực thông thường sử dụng các cánh máy nén quay, scramjet không cần bộ cánh máy nén kiểu này. Không khí đi qua động cơ ở tốc độ siêu âm, trong khi quá trình đốt cháy diễn ra ngay khi luồng khí vẫn đang chuyển động ở tốc độ siêu âm.

Tuy nhiên, scramjet không thể hoạt động hiệu quả khi tên lửa đang đứng yên hoặc mới bắt đầu tăng tốc. Vì vậy, một tên lửa đẩy hoặc hệ thống động lực khác phải đưa tên lửa lên tốc độ cần thiết trước. Khi đạt ngưỡng phù hợp, động cơ hút khí mới tiếp quản và cung cấp lực đẩy liên tục.

Hypersonic Attack Cruise Missile (HACM) của Không quân Mỹ là một chương trình phát triển vũ khí siêu vượt âm sử dụng động cơ hút khí.

Trong khi đó, Boeing X-51A Waverider từng chứng minh khả năng bay siêu vượt âm nhờ động cơ scramjet. Tuy nhiên, X-51A chỉ là phương tiện thử nghiệm, không phải tên lửa tác chiến được đưa vào biên chế.

Vì sao vũ khí siêu vượt âm khó bị đánh chặn?

Chỉ riêng tốc độ chưa đủ để khiến một vũ khí siêu vượt âm trở thành mối đe dọa đặc biệt về mặt chiến lược. Tên lửa đạn đạo thông thường cũng có thể đạt tốc độ siêu vượt âm trong một số giai đoạn của hành trình.

Thách thức lớn hơn nằm ở sự kết hợp giữa tốc độ cao, khả năng cơ động và quỹ đạo bay.

Các hệ thống phòng thủ tên lửa đạn đạo được thiết kế để theo dõi những quỹ đạo tương đối dễ dự đoán. Trong khi đó, các hệ thống phòng không thường tập trung vào những mối đe dọa bay ở độ cao thấp hơn.

Vũ khí siêu vượt âm có thể hoạt động ở khoảng không gian nằm giữa hai nhóm này. Điều đó có thể khiến việc phát hiện, theo dõi và tính toán điểm đánh chặn trở nên phức tạp hơn.

Tuy nhiên, không loại vũ khí siêu vượt âm nào là bất khả xâm phạm. Việc liên tục cơ động tiêu tốn năng lượng, trong khi bay trong khí quyển ở tốc độ rất cao tạo ra lực cản lớn và lượng nhiệt đáng kể.

Cơ quan Phòng thủ Tên lửa Mỹ (MDA) đang phát triển Glide Phase Interceptor (GPI), một hệ thống đánh chặn được thiết kế để đối phó với các mối đe dọa siêu vượt âm trong giai đoạn phương tiện lướt.

Về bản chất, HGV và HCM đều hướng tới cùng một mục tiêu: đưa vũ khí tới đích ở tốc độ siêu vượt âm. Nhưng cách tiếp cận của hai loại hoàn toàn khác nhau.

HGV sử dụng tên lửa để tăng tốc một phương tiện lướt không có động cơ duy trì, sau đó phương tiện này tiếp tục bay nhờ lực nâng khí động học. Ngược lại, HCM kết hợp giai đoạn tăng tốc ban đầu với động cơ duy trì lực đẩy trong suốt phần lớn hành trình.

Chính sự khác biệt về động lực và quỹ đạo bay này tạo nên hai hướng phát triển riêng biệt trong công nghệ vũ khí siêu vượt âm.