Chạy đua siêu thanh: Osrota đối đầu X-51A Waverider Mỹ

Xin giới thiệu tiếp bài về vũ khí- trang bị kỹ thuật quân sự của chuyên gia quân sự,nguyên kỹ sư chính Phòng Thiết kế Tên lửa TSIMASH Vladimir Tuchkov. Bài viết với tiêu đề và phụ đề trên đăng trên “Svobodnaia Pressa” ngày 5/6/2020:

Máy bay tiêm kích-ném bom Su-34 trang bị tên lửa (Ảnh: Chụp từ video. Cục Báo chí và Thông tin Bộ Quốc phòng LB Nga / TASS)

Trong tương lai gần, Nga sẽ có một tên lửa siêu thanh (M>5) khác, được đặt tên là "Osrota". Tên lửa này sẽ trở thành một thành tố của lực lượng răn đe phi hạt nhân Nga. Theo kế hoạch, vào năm 2022 sẽ tiến hành các cuộc thử nghiệm bay.

Và như vậy, thêm vào danh sách ba loại đạn siêu thanh đã có trước đó- "Kinzhal", "Avangard" và "Zircon" – Nga sẽ có thêm kiểu đạn siêu thanh thứ tư. Hơn nữa, kiểu tên lửa này, nếu so với ba "người chị" của nó, sẽ có kích thước và trọng lượng nhỏ hơn rất đáng kể.

Thông tin về tên lửa "Ostrota" đang được thiết kế tại MKB "Raduga" mang tên A.IA.Bereznhiak nói trên- vừa được một nguồn tin trong Bộ Quốc phòng Nga cung cấp cho báo "Izvestia".

Các tính năng kỹ- chiến thuật của "Osrota” không được tiết lộ. Tuy nhiên, nguồn tin của “Izvestia” đã chia sẻ những thông tin rất quý giá cho thấy đây sẽ là tên lửa đầu tiên của Nga được trang bị kiểu động cơ mới.

"Kinzhal" và "Zircon" được trang bị động cơ phản lực đẩy chất rắn hoạt động bằng nhiên liệu hỗn hợp, vừa là nhiên liệu vừa là chất ôxy hóa. "Avangard " không có động cơ, nó đạt được tốc độ siêu thanh nhờ phương tiện mang, sau đó tách ra.

Và đây là những gì được biết về "Ostrota" triển vọng: "Một động cơ phản lực dòng thẳng có tên là “sản phẩm 71" đã được thiết kế riêng cho tên lửa siêu thanh mới”. Nhiệm vụ chế tạo động cơ này đã được giao cho Phòng Thiết kế Chế tạo máy Turaevsky “Soyuz” (một phân viện của Tập đoàn “ Vũ khí Tên lửa Chiến thuật”.

Có nghĩa là, chúng ta đang nói về việc chế tạo động cơ phản lực dòng thẳng siêu thanh.

Thiết kế của động cơ phản lực dòng thẳng siêu thanh khá đơn giản, số lượng các phần tử chuyển động ở mức tối thiểu. Về mặt sơ đồ, nói nôm na là nó có hai phễu, được kết nối với nhau bằng các lỗ hẹp.

Không khí đi vào qua phễu thứ nhất, đó là cửa hút gió. Tại điểm thắt, không khí được trộn với nhiên liệu, và hỗn hợp này bị đốt cháy.

Đầu ra của phễu thứ hai- đó là vòi phun tạo lực đẩy. Về mặt lý thuyết, động cơ phản lực dòng thẳng siêu thanh có thể đạt tốc độ lên đến 25 M, nhưng trần thực tế thấp hơn – chỉ khoảng 17 M-19 M.

Ưu điểm của động cơ phản lực dòng thẳng siêu thanh, khác với động cơ phản lực đẩy chất lỏng (như trên các tên lửa vũ trụ), là nó không cần phải nạp cho tên lửa chất oxy hóa hóa lỏng, trong trường hợp này là oxy. Oxy được lấy từ không khí.

Tuy nhiên, động cơ phản lực dòng thẳng siêu thanh có một nhược điểm rất đáng kể - nó chỉ có thể được khởi động khi tốc độ đã vượt quá 3 M.

Chính vì vậy, một tên lửa siêu thanh trang bị động cơ phản lực dòng thẳng siêu thanh phải được tăng tốc hoặc là bằng bộ tăng tốc nhiên liệu rắn, hoặc là sử dụng một kiểu phương tiện mang nào đó- tên lửa hoặc máy bay.

Nếu sơ đồ của động cơ này khá đơn giản, thì nó lại có một số đặc điểm rất khác biệt so với động cơ phản lực nhiên liệu lỏng. Chẳng hạn như hiệu suất của không khí thấp hơn so với oxy lỏng.

Nói một cách đơn giản dễ hiểu, động cơ phản lực dòng thẳng siêu thanh cực kỳ đỏng đảnh. Điều này làm quá trình thiết kế và thử nghiệm trở nên rất phức tạp.

Tại Liên Xô trong những năm 70, nhiệm vụ chế tạo một thiết bị bay có tốc độ lên tới 5 M và lớn hơn đã được giao cho MKB “Raduga” có trụ sở tại Dubna ngoại ô Matxcova ,- nay cũng là một phân viện của Tập đoàn “Vũ khí Tên lửa Chiến thuật”.

Để giải quyết nhiệm vụ này, động cơ tuốc bin phản lực hàng không không thích hợp. Khi tốc độ trên 3 M, hiệu suất của động cơ tuốc bin phản lực giảm, do nhiệt độ của hỗn hợp nhiên liệu- không khí đi vào buồng đốt tăng mạnh làm giảm đáng kể hiệu suất.

Và nhiệt độ càng cao, lực đẩy càng thấp. Ngoài ra còn có nguy cơ biến dạng các cánh tuabin và sau đó làm làm chúng bị nóng chảy.

Trong những năm 80, MKB "Raduga" đã chế tạo một số nguyên mẫu tên lửa siêu thanh với động cơ phản lực dòng thẳng siêu thanh, được đặt tên là X-90 ("Koala"- theo định danh của NATO). Với tốc độ thiết kế 5 M, tên lửa này nặng 15 tấn, dài 9 m và sải cánh - 7 m. Cự ly bay tính toán – 3.000 km.

Đã tiến hành một số lần bay thử nghiệm, tên lửa đạt được tốc độ bay ổn định trong khoảng từ 3 M đến 4 M. Tuy nhiên, dù đã đạt được những kết quả rất đáng khích lệ, nhưng vào năm 1992, dự án đã bị hủy- do hết tiền.

Một thiết kế khác của Viện Động cơ Hàng không Trung ương Matxcova mang tên P.I. Baranova (TSIAM) cũng chịu số phận tương tự.

Tại đây, vào năm 1979, dự án khoa học- nghhiên cứu "Kholod" đã được triển khai để chế tạo một động cơ phản lực dòng thẳng siêu thanh ứng dụng công nghệ đông lạnh để làm mát nhiên liệu.

Từ mẫu tên lửa phòng không 5V28 của tổ hợp tên lửa phòng không S-200, các kỹ sư Liên Xô khi đó đã thiết kế một phòng thí nghiệm bay để thử nghiệm nhiều phương án chế tạo động cơ phản lực dòng thẳng siêu thanh khác nhau. Kết quả cao nhất đạt được vào năm 1998, khi mẫu thử nghiệm đạt tốc độ tới 6,5 M.

Sau đó, TSIAM cùng với một số đơn vị đồng thực hiện dự án bắt đầu triển khai thêm công trình khoa học- nghiên cứu “Kholod-2”. Dự kiến đạt tốc độ 14 M. Tất nhiên, đó là về lý thuyết.

Nhưng mọi việc chỉ dừng lại ở việc dựng được một mô hình giới thiệu tại Triển lãm Hàng không MAKS-99 ((Triển lãm Hàng không- Vũ trụ quốc tế-99). Và đến đây thì cũng dừng lại và cũng vì hết tiền.

Cần phải nói rằng các công trình sư Nga đã giúp đỡ người Mỹ rất nhiều,- vì khi đó người Mỹ đã bắt đầu thân mật gọi chúng ta là “những người bạn”. Tất cả những kết quả thử nghiệm của phòng thí nghiệm bay dự án “Kholod” đã được bán tất cho Boeing.

Và những cuộc thử nghiệm cuối cùng vào năm 1998, cũng đã được thực hiện bằng tiền của người Mỹ. Có nghĩa là Boeing đã được tiếp cận với tất cả những tài liệu vô giá.

Nguyên mẫu của tên lửa siêu thanh X-51A Waverider trên máy bay ném bom B-52 Stratofortress.

Ngay sau đó, Boeing triển khai dự án chế tạo tên lửa siêu thanh X-51A Waverider với động cơ phản lực dòng thẳng siêu thanh. Theo tính toán, tốc độ của nó phải đạt 6-7 M.

Các cuộc thử nghiệm của nguyên mẫu đầu tiên phóng từ móc treo của máy bay ném bom chiến lược B-52 đã được bắt đầu vào năm 2010. Lần thử nghiệm thứ ba tiến hành vào năm 2013 đã được xác nhận là thành công. Tên lửa tăng tốc lên 5,1 M, bay được 425 km trong 6 phút. Sau đó là một “khoảng lặng” khá dài.

Các thử nghiệm được nối lại vào tháng 3 năm 2021 này. Tuy nhiên, đã không đạt được tốc độ kỷ lục trước đó. Ngoài ra, hiện vẫn chưa rõ mọi việc đã tiến triển như thế nào với khả năng điều khiển của tên lửa, với khả năng chịu lực quá tải, có nghĩa là với khả năng cơ động, với độ chính xác của thiết bị dẫn tên lửa đến mục tiêu.

Chính vì vậy nên, cũng không rõ là khi nào thì các cuộc thử nghiệm cùng công đoạn hiệu chỉnh- hoàn thiện tên lửa sẽ hoàn tất và Không quân Mỹ được nhận kiểu tên lửa siêu thanh được chờ đợi từ lâu và có thể “chiến đấu” ngay được.

Cũng như vậy, không rõ là khi nào thì hoàn thành các cuộc thử nghiệm tên lửa "Osrota" Nga. Có nghĩa là không rõ ai sẽ là người đầu tiên bắt đầu khai thác tên lửa động cơ phản lực dòng thẳng siêu thanh.

Để kết luận, cần phải nói rằng tuy tên lửa “Ostrota” còn đang được thiết kế tại Phòng Thiết kế “Raduga”, nhưng các phương tiện mang nó đã được chọn xong. Cho đến thời điểm hiện tại, đã có được hai phương tiện mang. Đó là máy bay mang tên lửa của Không quân tầm xa Tu-22M3M. Và máy bay ném bom chiến trường (chiến thuật) Su-34.

Và thêm nữa, trước đây tờ “Izvestia” đã từng đưa tin là vào năm 2023 còn một tên lửa động cơ phản lực dòng thẳng siêu thanh Nga nữa- tên lửa “Gremlin” sẽ được đưa đi thử nghiệm cấp nhà nước.

Nó cũng được thiết kế - chế tạo tại MKB "Raduga". Người ta chỉ biết rằng nó sẽ có tốc độ 6 M và có tầm bắn khoảng 1.500 km. Có nghĩa là - nó sẽ là một tên lửa tầm xa hơn. Và, căn cứ vào những gì được biết, nó đã có mức độ sẵn sàng cao hơn "Osrota".