Chương trình F-35 đang "đốt tiền" của Mỹ kinh khủng, nhận về toàn gạch đá Nhưng liệu có nên dừng lại ngay bây giờ không? Câu chuyện này phức tạp hơn bạn nghĩ đấy!
"Máy bay chiến đấu của tương lai" F-35 có phải là bản copy của Yak-141 Liên Xô?
Thật ra không có gì phải bất ngờ hay xấu hổ khi máy bay tàng hình thế hệ 5 F-35 của Mỹ được phát triển dựa trên máy bay Yak-141 của Liên Xô/Nga đâu nha!
Chuyện bắt đầu từ khi hai ông lớn Lockheed Martin (Mỹ) và Yak (Nga) hợp tác để chế tạo máy bay cất hạ cánh thẳng đứng (VTOL) bay siêu âm dựa trên nguyên mẫu Yak-141 có sẵn.
Sau hơn một năm, Lockheed Martin đã chi tới 1 tỷ USD (hú hồn ) để hoàn thiện 3 nguyên mẫu thử nghiệm Yak-141, đồng thời được tiếp cận hầu hết các thiết kế của nó.
Nếu đặt F-35 và Yak-141 cạnh nhau, khó mà nói được chúng giống nhau bao nhiêu %, nhưng chắc chắn các kỹ sư Lockheed Martin đã "học hỏi" cực nhiều từ đồng nghiệp Nga rồi
Người Mỹ đã sao chép gì ở Yak-141?
Không phải kiểu sao chép 1:1 như Liên Xô copy B-29 thành Tu-4 hay Trung Quốc copy Su-27 thành J-11 đâu nhé!
Người Mỹ "sao chép công nghệ" và đặc biệt là khái niệm thiết kế mới. Ví dụ kỹ thuật cửa hút gió khuếch tán siêu âm trên F-35 đã được thử nghiệm nhiều trên F-16 trước đó (kỹ thuật này sau bị Trung Quốc "hớt tay trên" đưa vào J-10C luôn ).
Nếu để Lockheed Martin tự mày mò thiết kế từ đầu, chắc chắn phải mất hàng chục năm và hàng chục tỷ USD mà chưa chắc đã xong!
F-35 "sao chép" và kế thừa gần như mọi đặc tính của Yak-141 (chính điều này cũng gây ra khá nhiều vấn đề cho F-35 luôn, mình sẽ nói kỹ ở dưới).
Trước tiên, cả hai đều dùng thiết kế "ba thân", tuy nhiên động cơ nâng của Yak-141 được thay bằng cánh quạt nâng trong F-35B.
Điều này làm F-35B nặng hơn (khoảng 1,2 tấn so với 700kg) tương đương 8 tấn lực nâng hỗ trợ khi cất hạ cánh.
Nhưng cũng nhờ đó thiết kế của F-35B đơn giản hơn rất nhiều, đặc biệt là phần điều khiển, không cần điều chỉnh cân bằng giữa lực nâng của động cơ chính và động cơ nâng như Yak-141.
Cửa hút khuyếch tán giúp giảm trọng lượng thân F-35, còn việc chứa vũ khí trong thân vừa giảm phát hiện radar vừa tránh ảnh hưởng của luồng khí nóng từ động cơ.
Yak-141 quả thực là một siêu phẩm công nghệ của Liên Xô! Kết hợp cất cánh thẳng đứng VÀ bay siêu âm nghe có vẻ phi lý nhưng các kỹ sư Xô Viết đã làm được
Dù Yak-141 chưa thực sự bay siêu âm trên thực tế, nhưng F-35 ở mọi biến thể đã bay siêu âm, chứng minh thiết kế Yak-141 đúng đắn!
Những vấn đề "trầm kha" của F-35
Tuy nhiên F-35 vẫn không thoát khỏi những hạn chế mà Yak-141 gặp phải. Sau ngày 26/9/1991, khi máy bay thử nghiệm số 48-2 gặp nạn, Nga tuyên bố không thể hoàn thành Yak-141 với trình độ khoa học hiện tại.
Có vô số rào cản, nhưng ba điểm chính là:
Thứ nhất: Do thiết kế ba thân, động cơ đặt ở thân giữa nên các bộ phận quan trọng hoặc dễ tổn thương phải đặt hai bên. Nếu tăng giáp bảo vệ = tăng khối lượng, cộng với kết cấu ba thân cồng kềnh cũng làm tăng trọng lượng.
Kết quả là cả Yak-141 và F-35 đều nặng khoảng 12 tấn, so với 8-9 tấn ở các máy bay cùng hạng như EF-2000, Rafael, J-10.
Thứ hai: Khó điều khiển ghê gớm! Với kết cấu ba thân, đây là loại máy bay đầu tiên trên thế giới cân bằng tĩnh âm cả ba chiều, cộng với cất hạ cánh thẳng đứng thì nó giống như tàu ngầm khi lặn, phải cân bằng cả sáu hướng nếu muốn đứng yên
Chưa nói tới cất hạ cánh thẳng đứng, F-35 đã quá khó điều khiển, tương đương với máy bay ném bom tàng hình B-2 của Mỹ.
Để biết mức độ khó thế nào? Hiện tại Mỹ vẫn loay hoay bổ sung, cập nhật phần mềm điều khiển cho F-35A - biến thể dễ điều khiển nhất, chứ chưa nói đến F-35C hay F-35B.
Thứ ba: Động cơ không đủ công suất - điểm yếu chí tử khiến Yak-141 chưa thể bay siêu âm!
Động cơ là yếu tố quan trọng số 1 của máy bay. Anh em nhà Wright đã nhận ra điều này khi không có động cơ nào phù hợp cho máy bay, họ phải tự làm động cơ ba xi lanh công suất 25 mã lực nặng 75kg.
Họ thành công vì phát hiện ra tỉ lệ công suất trên khối lượng máy bay chứ không phải động cơ xăng hay cánh nâng, mặc dù họ cũng phát minh ra hầm gió thí nghiệm.
Rất nhiều thiết kế máy bay, kể cả đã sản xuất hàng loạt cũng phải loại biên sớm vì động cơ yếu, tiêu biểu là F104 của Mỹ.
Trang bị động cơ mạnh hơn không khó, nhưng nó nảy sinh hàng loạt vấn đề khác mà người Mỹ hiện vẫn đang phải giải quyết.
Những giải pháp tình thế? ️
Vậy người Mỹ có biết trước những vấn đề này không? Họ biết rõ! Kinh nghiệm "đến từ Nga", chính vì vậy họ đã thúc đẩy hợp tác với người Nga trên mẫu Yak-141.
Liên Xô tan rã tạo cho Mỹ cơ hội vàng tiếp cận các công nghệ mà có "nằm mơ" Châu Âu cũng không cho họ chạm vào, như máy bay chở khách siêu thanh Concorde. Họ được lái thử và làm nhiều thí nghiệm trên Tu-144, hoặc mua được tên lửa S-300.
Về vấn đề khối lượng và điều khiển của F-35, người Mỹ khá tự tin vì đã có F117A, F-22 và B-2 - những máy bay làm bằng vật liệu và phần mềm điều khiển khá hoàn hảo.
Họ dùng rất nhiều vật liệu composite trên F-35 (trong khi Nga tập trung vào ti tan để giảm khối lượng và chịu nhiệt).
Loại vật liệu này giúp F-35 vừa giảm khối lượng, vừa tàng hình, chịu nhiệt khá ổn, nhưng có nhược điểm chí mạng là chịu quá tải kém và lão hóa nhanh, khiến F-35 khó ngoặt gấp, cơ động tránh tên lửa.
Hệ thống điều khiển đang hoàn thiện dần với việc nâng cấp lần thứ tư (người Mỹ hay "khoe" mảng điện tử vũ khí hay radar ). Mới đây họ tuyên bố trí tuệ nhân tạo (AI) của F-35 có thể tự lái ngay cả khi phi công bất tỉnh (che đậy sự yếu kém trong lập trình điều khiển).
Chỉ còn vấn đề động cơ là không thể giải quyết trong tương lai gần. Nếu chỉ cần tăng công suất động cơ thì người Mỹ đã tăng rồi, với lực đẩy đốt lần hai lên 18 tấn - động cơ mạnh nhất thế giới ở loại này.
Nhưng chính người Nga năm 1990 đã bác bỏ đề xuất lắp động cơ NK-321 của Tu-160 cho Yak-141 với lập luận: không nên lắp động cơ máy bay ném bom cho máy bay chiến đấu vì quá to và tản nhiệt bất khả thi.
Mặc dù động cơ F-135 của F-35 được chế tạo riêng cho máy bay chiến đấu, nhưng lại theo công nghệ máy bay ném bom và vấn đề tản nhiệt đã trở thành "cơn đau đầu" của người Mỹ
Nếu dùng giải pháp làm mát bằng nhiên liệu thì F-35 có vấn đề: không thể khởi động khi nhiệt độ nhiên liệu trên 40 độ C (chuyện hài hước là Mỹ phải xây nhà chứa cho xe bồn chở dầu nạp cho F-35 để tránh nhiên liệu quá nóng ).
Còn khi bay siêu âm, nhiệt tỏa ra từ động cơ quá nóng, làm F-35 mất tính năng tàng hình do bị lộ ở dải hồng ngoại.
Giải pháp cho kiểu máy bay này chính là động cơ tua bin thay đổi tỉ số "bypass" (các động cơ máy bay hiện đại, với MIG-21 là chiếc đầu tiên). Động cơ chia ra hai luồng khí: 1 phần được nén lên áp suất cao đi vào buồng đốt, 1 phần chỉ được nén áp thấp đi ra phía sau tua bin giãn nở, luồng khí này gọi là "bypass".
Giải pháp này tăng hiệu suất động cơ, giảm lượng đốt dầu, nhưng có nhược điểm tăng lực cản. Nếu tỉ lệ luồng "bypass" trên luồng vào buồng đốt lớn hơn hoặc bằng 1 thì máy bay không thể bay siêu âm.
Máy bay vận tải hay chở khách có tỉ lệ "bypass" lớn, có khi là 10. Động cơ trên Boeing 737 Max có cánh quạt hút âm, tỉ lệ "bypass" lớn hơn 20 nên rất kinh tế.
Nhưng máy bay chiến đấu cần bay nhanh, bay xa và chở nặng hơn. Để dung hòa các yếu tố này mới sinh ra khái niệm động cơ có tỉ lệ "bypass" thay đổi: khi cất cánh cần lực đẩy lớn thì tỉ lệ "bypass" lớn, khi bay nhanh cần tỉ lệ "bypass" nhỏ để giảm sức cản.
Xin nhắc lại kết luận của người Nga: động cơ thiếu lực đẩy, chứ không phải động cơ yếu. Nếu động cơ yếu chỉ cần làm to lên là được, nhưng cho tới hiện tại cả Nga và Mỹ đều chưa thành công.
Mỹ vẫn nên theo đuổi chương trình F-35
Với những hạn chế trên và chương trình F-35 đang "thiêu đốt" ngân sách Mỹ, chỉ nhận về toàn gạch đá, vậy có nên tiếp tục hay dừng lại?
Câu trả lời là Mỹ vẫn đang chế tạo và ngày càng đẩy nhanh tốc độ chế tạo F-35. Họ có những lý do rất chính đáng:
Thứ nhất: F-35 khó bay siêu âm, nhưng thực tế các máy bay chiến đấu rất ít khi bay ở tốc độ này. Chủ yếu bay cận âm, chỉ khi tấn công hay chạy trốn mới bay siêu âm. Thậm chí nếu phòng không đối phương yếu hoặc không có thì không cần tới tốc độ siêu âm.
Nguồn: soha.vn