Sonar quang âm Mỹ có khiến tàu ngầm Nga lộ diện?

Hệ thống PASS được phát triển bởi Đại học Stanford với sự tài trợ của Hải quân Mỹ. Khi hoạt động, PASS bắn một tia laser với tần số nhất định lên mặt biển, trên bề mặt đại dương xảy ra hiện tượng giãn nở nhiệt nhanh chóng, làm phát ra sóng âm từ bề mặt nước.

Các sóng âm thanh này hoạt động tương tự như sóng sonar, tác động và phản xạ từ các vật thể, đáy biển, và gửi tín hiệu đến các phương tiện bay không người lái (UAV). PASS sử dụng bộ phát hiện âm thanh có độ nhạy cực kỳ cao để đối phó với việc mất âm thanh khi truyền từ nước vào không khí.

Cách hệ thống sonar săn tìm mục tiêu ngầm.

Dữ liệu sóng do các UAV thu được sẽ được xử lý để tạo thành hình ảnh mà con người có thể nhận biết được. Để hoàn thành nhiệm vụ, PASS sử dụng các cảm biến khác nhau được gọi là đầu dò siêu âm vi cơ điện dung (CMUT).

Đây thực chất là những tụ điện được gia công siêu nhỏ bao gồm hai bản mỏng song song, gần nhau. Bất kỳ sự rung động nào của các tấm, chẳng hạn như rung động gây ra bởi sóng âm, đều có thể dễ dàng phát hiện dựa trên sự thay đổi các đặc tính về điện của tụ điện.

Qua các thử nghiệm cho thấy, CMUT hiệu quả hơn rất nhiều cho vai trò này so với bộ biến đổi áp điện.

Bởi CMUT là thiết bị cơ học chuyển đổi sóng âm thành tín hiệu điện thông qua sự rung động của một tấm rất mỏng khi sóng âm tác động vào tấm màng, nên chúng có hệ số chuyển tiếp rất cao - có nghĩa là chúng có khả năng chuyển đổi phần lớn năng lượng của âm sang năng lượng điện.

Một ưu điểm của công nghệ là chi phí thấp; có thể có các mảng CMUT lớn và có độ nhạy cao, tương đương với radar mảng quét pha điện tử chủ động (AESA) trên các máy bay hiện đại.

Bởi các CMUT được điều chỉnh để cộng hưởng ở tần số chính xác của xung âm thanh từ xung laser, chúng nhận tín hiệu rõ ràng và loại bỏ tiếng ồn lạ, không liên quan một cách hiệu quả.

"Khi chính thức được ứng dụng, PASS có thể giúp Hải quân Mỹ phát hiện được hoạt động của mọi tàu ngầm chạy êm nhất dù đó là tàu Nga. Ngoài ra, PASS còn lập bản đồ đáy biển có độ phân giải cao, tạo ra một bản đồ ba chiều chi tiết", Aidan Fitzpatrick nói.

Để tăng hiệu quả trong nhiệm vụ phát hiện mục tiêu ngầm cho Hải quân Mỹ, hiện nay Cơ quan nghiên cứu Dự án Phòng thủ tiên tiến của Mỹ (DARPA) cũng đang phát triển loại sonar đặc biệt này được gọi là Scalable (MS3). Hệ thống được thiết kế có khả năng tìm kiếm, phát hiện, lọc ra mối đe dọa thụ động, định vị trí và theo dõi mục tiêu mà không cần sự điều khiển từ phía con người.

Đặc biệt hơn, MS3 còn có thể phân biệt được chính xác những loại tàu ngầm khác nhau của đối phương. MS3 cho phép tác chiến chống tàu ngầm (ASW) và tác chiến dưới nước ở cả chế độ hoạt động tìm kiếm chủ động và thụ động, phát hiện ngư lôi và đưa ra cảnh báo cũng như tránh va chạm với các vật thể nhỏ.

Dữ liệu từ sonar đa năng MS3 có thể được truyền về một trung tâm điều khiển và chỉ huy, cung cấp một cái nhìn chung nhất về một phần trong nhiệm vụ tác chiến chống tàu ngầm của nó.

Hiện nay, MS3 đang được tích hợp trên tàu không người lái Sea Hunter - chiếc tàu có khả năng tàng hình rất cao, giúp tàu hoạt động hiệu quả ở những vùng biển nông, các vùng Vịnh hay những vùng có nhiều rặng san hô, thường là nơi trú ẩn lý tưởng cho các tàu ngầm điện-diesel nhỏ.

Loại sonar này cũng có thể dễ dàng phát hiện được cả tàu ngầm chạy năng lượng hạt nhân tại những vùng biển sâu. Phương tiện này có thể trở về cảng sau 3 tháng hoạt động liên tục trên biển để được tiếp nhiên liệu và sửa chữa những bộ phận cần thiết.

Để điều khiển và giám sát được Sea Hunter, một trạm chỉ huy con tàu, cho phép người điều hành có thể giám sát tất cả các hoạt động chiếc tàu không người lái này từ nhiều kênh thông tin.

DARPA tiết lộ thêm, thợ săn tàu ngầm này không được trang bị vũ khí, nó chỉ được thiết kế cho việc tìm và theo dõi các tàu ngầm tàng hình và loại bỏ chúng như một mối đe dọa.

Bất chấp những tuyên bố khá ấn tượng về loại sonar đặc biệt PASS và MS3 của Mỹ, Nga tuyên bố đã có cách dối phó một khi hệ thống này khi chúng được Mỹ đưa vào trang bị.

Người đứng đầu Cục nghiên cứu và phát minh quốc phòng SPbGMTU Igor Kozhemyakin tuyên bố, robot ngầm "Bóng đen biển" vừa được nhà sản xuất và Hải quân Nga phối hợp thử nghiệm thành công trên biển Baltic.

"Chúng tôi đã thử nghiệm thành công 'Bóng đen biển' trên biển Baltic. Thiết bị lai mới có khả năng khắc phục hải lưu nhờ cánh quạt. Đồng thời, theo dõi máy lặn này là điều hầu như không thể. Nó di chuyển hầu như không tạo ra tiếng ồn", ông Kozhemyakin nói.

Trong các cuộc thử nghiệm, robot làm việc cả ở khu vực nước khép kín cũng như ngoài biển khơi trong khu vực có hải lưu. Chiều dài của thiết bị 3m, đường kính 31cm, trọng lượng 150kg, tốc độ tối đa 2 dặm/h, tải trọng 15kg.

Loại robot ngầm này có thể tạo ra tín hiệu tương tự như hoạt động của tàu ngầm nhằm đánh lừa đối phương. Trong nhiệm vụ đánh lừa đối phương, "mồi bẫy âm thanh" của robot này có thể tạo ra sóng âm tương tự chân vịt của các loại tàu nổi và tàu ngầm của Nga "đánh lừa" đầu dò trên ngư lôi và sonar tàu ngầm đối phương.

Khi được thả xuống nước và bắt đầu hoạt động, hệ thống này sẽ tự động chuyển thành một mục tiêu giả thu hút ngư lôi và sự chú ý của tàu ngầm địch. Theo kế hoạch, Hạm đội Thái Bình Dương của Nga sẽ là đơn vị đầu tiên được trang bị loại khí tài đặc biệt này.

Trong nhiệm vụ đánh lừa đối phương, robot có thời gian hoạt động 5 phút, khoảng thời gian vừa đủ để tàu ngầm và tàu chiến của Nga né tránh một quả ngư lôi hoặc trốn thoát khỏi một chiếc tàu ngầm của đối phương.

Sự đặc biệt của robot ngầm Nga đang thử nghiệm này là ngoài việc tạo tín hiệu giả đánh lừa đối phương, khi cần robot này có thể thực hiện nhiệm vụ do thám với thời gian hoạt động lâu hơn rất nhiều mà không phát ra tiếng động.

Theo đánh giá của Chuyên gia quân sự Nga Mikhail Barabanov, đến khi đi vào hoạt động, robot này sẽ cùng với Paket-NK tạo thành lá chắn hoàn hảo cho tàu ngầm và chiến hạm Nga trước nỗ lực tìm và diệt của đối phương.