Siêu tàu ngầm Columbia Mỹ dùng nguyên lý đẩy tương tự Kilo

Theo Navy Recognition, chiếc tàu ngầm hạt nhân thế hệ mới thuộc lớp Columbia đầu tiên của Hải quân Mỹ sẽ chính thức được khởi đóng vào năm 2020 và đưa vào trang bị khoảng 10 năm sau đó.

Mỹ sẽ đóng 12 tàu loại này, chiếc đầu tiên sẽ được biên chế vào năm 2031. Theo những thông tin được công khai, tàu ngầm Columbia có tổng chiều dài 171 m, sử dụng một loạt tổ hợp động lực hiện đại, bao gồm lò phản ứng hạt nhân, động cơ điện và hệ thống đẩy phản lực dòng nước (pump-jet).

Có thể nhìn rõ hệ thống đẩy pump-jet của tàu ngầm Columbia.

Hệ thống hỏa lực chính của lớp tàu này sẽ là 16 ống phóng tên lửa đạn đạo Trident IID5 – loại tên lửa có thể mang nhiều loại đầu đạn, trong đó có đầu đạn hạt nhân. Với trang bị này, Hải quân Mỹ tin rằng tàu lớp Columbia sẽ là mẫu tàu ngầm phát ra tiếng ồn thấp nhất và khó phát hiện nhất thế giới.

Dù được Mỹ đánh giá rất cao, tuy nhiên công nghệ Mỹ dùng cho tàu ngầm Columbia - đặc biệt là hệ thống đẩy pump-jet không hẳn sẽ hoạt động tốt như tuyên bố mà ngược lại, đây có thể là nhược điểm lớn nhất của lớp tàu ngầm thế hệ mới của Mỹ.

Giới chuyên gia cho biết, trong hàng hải, pump-jet được đánh rất cao vì nó đem lại tốc độ cao, tạo ít tiếng ồn – nhờ đó tăng khả năng tàng hình đối với phương tiện tàu bè quân sự trước hệ thống định vị thủy âm (sonar). Sơ đồ bố trí cơ học của hệ thống đẩy pump-jet có thể gồm một chân vịt đặt trong một ống phun hoặc một máy bay ly tâm và một ống phun.

Pump-jet hoạt động theo nguyên tắc có thể mô tả như sau: chân vịt đóng vai trò cánh bơm hút nước biển qua lối vào (thường tại đáy tàu) sau đó bánh cánh tăng áp suất lên để tạo lưu động dòng nước, nước được đẩy phụt qua ống phun và ống phun biến đổi áp suất nước thành tia tốc độ cao, chính sự gia tốc của dòng nước tạo thành lực đẩy giúp tàu di chuyển.

Hệ thống này được đánh giá là có rất nhiều ưu điểm gồm: tiếng ồn nhỏ khi hoạt động; đạt được tốc độ cao hơn trước khi hiện tượng xâm thực hình thành do tăng áp suất nội động lực; Sức cản thấp đặc biệt khi hoạt động ở tốc độ cao; hoạt động tốt ở vùng nước nông…

Nhưng thực tế cho thấy hệ thống pump-jet không thực sự hiệu quả như vậy bởi tốc độ đạt được của loại động cơ này chỉ tương đương với động cơ chân vịt thường (Hải quân Nga đã sử dụng hệ thống đẩy pump-jet trên duy nhất 1 chiếc tàu ngầm Kilo Alrosa).

Một trong những vấn đề lớn với hệ thống đẩy này là chi phí rất cao, ngoài ra hiệu suất của pump-jet kém hơn chân vịt khi tàu chạy tốc độ thấp và rất hay bị rong biển, rác, mảnh vụn trôi nổi... bị hút và quấn quanh chân vịt. Đặc biệt, chi phí cao có lẽ mới chính là vấn đề khiến Hải quân Nga chỉ đóng và sử dụng duy nhất một tàu ngầm Kilo chạy hệ thống đẩy pump-jet.

Và để tàu ngầm Kilo vẫn có thể hoạt động cực êm khi dùng hệ thống đẩy khác, nhà sản xuất Nga tiếp tục trung thành với hệ thống chân vịt với một thiết kế đặc biệt, bởi bộ phận này có vai trò quan trọng ảnh hưởng tới hoạt động bí mật của tàu. Hiện không rõ nhà sản xuất và Hải quân Mỹ dùng cách nào ngăn rác lọt vào hệ thống đẩy.