Trung Quốc dùng kỹ thuật dệt lụa 3.000 năm tuổi để cải tiến máy bay tàng hình

Trong khi các máy bay chiến đấu tàng hình như F-22 Raptor của Mỹ gặp vấn đề với lớp phủ hấp thụ radar bị bong tróc – khiến chúng dễ bị phát hiện hơn theo thời gian – thì Trung Quốc tuyên bố đã tìm ra giải pháp nhờ một kỹ thuật dệt lụa có từ 3.000 năm trước.

Theo các nhà nghiên cứu trong ngành công nghiệp quốc phòng Trung Quốc, công nghệ tàng hình trên các máy bay thế hệ thứ năm của nước này có thể bền vững hơn nhờ vào phương pháp dệt lụa jacquard, một kỹ thuật từng được sử dụng để tạo ra những tấm lụa tinh xảo từ thời nhà Hán (206 TCN - 220 SCN).

Lớp phủ hấp thụ radar trên F-22 Raptor bị ăn mòn. Ảnh: Handout

Các máy bay tàng hình hiện đại như F-22 và F-35 của Mỹ thường sử dụng lớp phủ hấp thụ radar nhiều lớp để làm giảm khả năng bị phát hiện. Những vật liệu này xuống cấp nhanh chóng do điều kiện thời tiết và môi trường, buộc phải bảo trì thường xuyên với chi phí cao. Một số báo cáo cho biết việc phục hồi lớp phủ RAM (Radar Absorbing Material) có thể tốn tới 60.000 USD cho mỗi giờ bay.

Những hạn chế này đã khiến các kỹ sư hàng không vũ trụ Trung Quốc tìm kiếm một giải pháp mang tính cấu trúc, thay vì chỉ dựa vào lớp phủ bề mặt.

Nghiên cứu công bố gần đây trên tạp chí Knitting Industries của Trung Quốc cho thấy giải pháp có thể nằm ở một loại vải tổng hợp hai lớp, được phát triển dựa trên kỹ thuật dệt jacquard thời nhà Hán.

Bằng cách tích hợp các sợi dẫn điện vào cấu trúc "jacquard hai mặt" theo chiều dọc, nhóm nghiên cứu từ Tập đoàn Khoa học và Công nghiệp Hàng không Vũ trụ Trung Quốc (CASIC) và Đại học Thiên Cung đã chế tạo ra một vật liệu có thể hấp thụ tới 90,6% sóng radar trong dải tần 8-26 GHz – vượt trội hơn so với lớp phủ RAM truyền thống.

Theo nhóm nghiên cứu do Giáo sư Jiang Qian đứng đầu, loại vật liệu này là "sự kết hợp giữa hoa văn cổ xưa và điện từ hiện đại". Tương tự các nghệ nhân dệt lụa, các kỹ sư Trung Quốc đã nhúng các hình học triệt tiêu radar trực tiếp vào ma trận của vải.

Các sợi thạch anh được sử dụng làm lớp nền điện môi, trong khi các sợi thép không gỉ tạo ra các mạch cộng hưởng giúp tiêu tán năng lượng điện từ dưới dạng nhiệt.

Thử nghiệm trong phòng thí nghiệm cho thấy vật liệu tổng hợp này có độ bền cơ học vượt trội, chịu được ứng suất kéo lên tới 93,5 megapascal – mạnh hơn gấp 10 lần so với lớp phủ RAM truyền thống. Độ bền này bắt nguồn từ cấu trúc dị hướng của vải dệt, trong đó các sợi chịu tải được sắp xếp thẳng hàng với các vectơ ứng suất của máy bay, tương tự kỹ thuật dệt vải gấm thời nhà Hán.

Phân tích điện từ cũng cho thấy vật liệu này có trở kháng gần như hoàn hảo theo chiều dọc, cho phép sóng radar xuyên qua thay vì phản xạ, từ đó làm giảm khả năng bị phát hiện.

Các nhà khảo cổ học cho biết kỹ thuật jacquard có nguồn gốc từ thời nhà Thương (1600-1046 TCN), khi các nghệ nhân sử dụng hệ thống "nhiều sợi" thủ công để tạo ra những họa tiết hình học phức tạp. Đến thời nhà Hán, công nghệ này phát triển thành các khung cửi tinh vi với hơn 120 thanh sợi, một kỹ thuật dệt tiên tiến được lưu giữ trong các hiện vật khai quật từ Lăng mộ Laoguanshan ở Thành Đô.

Một nhà sử học khoa học tại Bắc Kinh nhận xét: "Những khung cửi thời nhà Hán không chỉ là công cụ để sản xuất lụa cao cấp. Chúng giống như những máy tính nhị phân sơ khai, lưu trữ mã dệt trong bộ nhớ vật lý. Giờ đây, các kỹ sư quân sự dường như đang hồi sinh trí tuệ đó để ứng dụng vào công nghệ tàng hình".

Ngọc Ánh (theo Knitting Industries, SCMP)