'Vén bức màn bí mật trái tim' của chiến hạm Nga

Mới đây, kênh truyền hình quân đội Nga “Zvezda” đã vén “bức màn bí mật” về các hệ động lực dành cho tàu chiến hiện đại của Nga. Thứ gì đã làm cho các tàu hộ vệ và tàu hộ tống có thể chạy được? Và liệu chúng ta có nên mong đợi sự ra đời ồ ạt của động cơ điện để trang bị cho đội tàu mặt nước?

Các tàu nổi đồ sộ nhất của Hải quân Nga hiện đại đang dần trở thành còn hai loại, gồm tàu hộ tống và tàu hộ vệ. Chúng mang theo các vũ khí hiện đại nhất, bao gồm tên lửa hành trình Kalibr và Onyx (phiên bản xuất khẩu - Yakhont).

Các tàu hộ vệ hạng nặng thuộc dự án 22350 (Project 22350), lớp “Đô đốc Gorshkov” (Admiral Gorshkov-class frigate) là tàu chiến hiện đại lớn nhất của Nga hoạt động trên vùng biển và đại dương xa xôi, có khả năng hoạt động cách xa căn cứ. Con tàu đầu tiên của dự án là “Đô đốc Gorshkov” đã chứng minh điều đó bằng hành trình đi vòng quanh thế giới vừa qua.

Tuy nhiên, bất kỳ tàu chiến hay tàu dân sự nào dù có hiện đại đến đâu cũng sẽ chỉ là một đống kim loại chết nếu không có động cơ đáng tin cậy và hiệu quả. Một động cơ tốt là minh chứng cho thấy trình độ công nghệ đóng tàu quân sự cao của một quốc gia.

Không phải nước nào cũng chế tạo được động cơ chất lượng cao

Đơn cử ví dụ các chiến hạm thuộc “Dự án 22350” lớp “Đô đốc Gorshkov” được trang bị hệ thống động cơ kiểu CODAG (diesel kết hợp tuabin khí) có hai buồng máy, một ở mũi và một ở phía sau tàu.

Tàu hộ vệ tên lửa hạng nặng Project 22350, lớp “Đô đốc Gorshkov”.

Ở trong khoang máy đầu tiên, lắp hai động cơ diesel để con tàu di chuyển với tốc độ tương đối thấp (dưới 20 hải lý/giờ). Các động cơ diesel truyền động các trục chân vịt và chân vịt của tàu thông qua hộp số. Cùng với chúng, máy phát điện diesel cũng hoạt động để cung cấp điện cho tàu.

Rõ ràng, những động cơ diesel này sẽ sớm trở nên nhỏ gọn và mạnh mẽ hơn. Một động cơ diesel hướng tâm 56 xi-lanh được phát triển ở Nga, sức mạnh khoảng 8 000 mã lực, có tỷ lệ “công suất/trọng lượng” vượt qua tất cả các sản phẩm nước ngoài.

Và trong khoang máy phía sau có các động cơ tuabin khí. Đây là “hệ động lực chính” (GEM) của tàu, mặc dù hoạt động ít hơn nhiều so với động cơ diesel. Nó chỉ phát huy tác dụng khi thuyền trưởng ra lệnh “Chạy hết tốc lực!”.

Được biết, chiếc tiếp theo trong dự án 22350 là tàu “Đô đốc Golovko” hiện đang được đóng, trở thành tàu đầu tiên thuộc lớp này có hệ động lực hoàn toàn do Nga sản xuất. Động cơ do phòng thiết kế của “Tổng công ty chế tạo động cơ” (thành viên Rostec) phát triển.

Đây không chỉ đơn thuần là một tuabin, mà là một tổ hợp khổng lồ (có công suất lên đến 40 MW, hay 54.400 mã lực), có khả năng đẩy một con tàu có lượng giãn nước hơn 5.000 tấn chạy với tốc độ 29,5 hải lý/giờ.

Động cơ 10D49 do Kolomensky Zavod chế tạo là động cơ của một trong hai tổ máy tuabin khí - diesel M55R của tàu “Đô đốc Gorshkov”.

Theo ghi nhận trong một cuộc phỏng vấn của kênh truyền hình quân sự Nga “Zvezda” với Giám đốc “Tổng công ty chế tạo động cơ” là ông Alexander Artyukhov, động cơ tuabin khí hiện đại cho tàu thủy là thành phần công nghệ cao phức tạp nhất.

Theo ông, ít người tưởng tượng được hệ thống động cơ này gồm có 10.000 bộ phận kết hợp với nhau, quay với tốc độ 10.000 vòng/phút ở nhiệt độ hoạt động +1800 độ C. Không khó để hiểu những vật liệu chế tạo động cơ này chịu tải rất cao và phải làm việc cực kỳ đáng tin cậy.

Trên thế giới, chỉ một số quốc gia có đủ năng lực phát triển và sản xuất các loại động cơ như vậy. Nga là một trong số đó. Nhân tiện, ngay cả khi ai đó cố tình sao chép một động cơ của Nga (đã có những trường hợp như vậy), thì các đặc điểm của bản sao cũng còn xa mới tương đương với bản gốc.

Những yêu cầu cao hơn đối với động cơ tàu chiến

Mặc dù các động cơ đã rất hiện đại nhưng các nhà đóng tàu Nga vẫn đang cố gắng để giảm thiểu tiếng ồn của các tàu mặt nước.

Vì vậy, trên các khinh hạm hiện đại của Nga, động cơ được tách rời khỏi thân tàu bằng một hệ thống giảm xóc và giảm âm khéo léo. Để giảm tiếng ồn của hộp số truyền mô-men xoắn từ động cơ đến trục các đăng, các bánh răng khổng lồ của nó được phay và gia công tại nhà máy với độ chính xác cực cao.

Ngoài ra, các nhà khoa học và kỹ sư thiết kế không ngừng làm việc để cải thiện hình dạng và đặc điểm chân vịt, sử dụng các vật liệu mới để chế tạo chân vịt có bước điều chỉnh.

Tàu ngầm Project 636, lớp “Varshavyanka” (Kilo) có động cơ chạy cực êm.

Tất cả những điều này chỉ nhằm mục đích giảm tiếng ồn mà vẫn duy trì tốc độ di chuyển cao.

Một cách khác để giảm tiếng ồn âm thanh là chuyển sang sử dụng sức kéo động cơ điện. Một trong những tàu hộ tống mới của Nga chuyên hoạt động khu vực biển gần có thể sẽ trở thành “tàu điện - khí - tăng áp”, nhưng lực kéo điện trên đó vẫn chỉ là để phụ trợ.

Và để tàu chiến trở thành “tàu chạy điện” hoàn chỉnh, nhiều vấn đề về công nghệ vẫn cần được giải quyết. Ví dụ, làm thế nào để đối phó với trường điện từ mạnh mẽ làm lộ diện con tàu trên radar? Đây là vấn đề của tương lai xa, hiện các nhà khoa học Nga vẫn đang tập trung giải quyết nút thắt này.

Về lĩnh vực động cơ tàu ngầm, mặc dù hạm đội tàu ngầm hạt nhân phát triển mạnh mẽ nhưng các tàu ngầm động cơ điện - diesel truyền thống sẽ không “nghỉ hưu” vì chúng được thiết kế cho những nhiệm vụ khác nhau, hoạt động ở các đại dương xa xôi hay các vùng biển gần.

Tàu ngầm thông thường được đẩy đi dưới nước bằng động cơ diesel và đồng thời sạc điện ắc quy.

Ở độ sâu, tàu hoạt động bằng lực kéo động cơ điện, gần như âm thầm. Không phải ngẫu nhiên mà tàu ngầm nổi tiếng của Nga “Dự án 636” (project 636) lớp “Varshavyanka” (định danh NATO là Kilo) được phương Tây gọi là “Hố đen” (Black Hole) vì khả năng tàng hình.

Đối với tàu ngầm, những vấn đề đối với động cơ điện không xảy ra như với các tàu mặt nước. Do đó, hiện nay, các kỹ sư Nga đang tập trung giải quyết bài toán nâng cao tính năng cho các động cơ của tàu mặt nước.