Tàu ngầm đầu tiên sử dụng công nghệ tàng hình mới

Dự án Dreadnought

Tàu ngầm lớp Dreadnought chạy bằng năng lượng hạt nhân (SSBN) đảm trách răn đe hạt nhân của Hải quân Hoàng gia Anh từ những năm 2030 hiện đang được đóng, hứa hẹn là chiếc tàu ngầm tàng hình nhất từ trước đến nay. Tổng chi phí ước tính cho chương trình Dreadnought khoảng 31 tỷ bảng Anh (47,07 tỷ USD); chiếc tàu ngầm đầu tiên dự kiến sẽ đi vào hoạt động vào những năm 2030 với tuổi thọ từ 35-40 năm.

Thời hạn vận hành tăng đáng kể so với các tàu tiền nhiệm giúp giảm chi phí hỗ trợ suốt vòng đời nhưng đã góp phần làm tăng mức giá ban đầu (31 tỷ bảng Anh cho bốn tàu). Một quỹ dự phòng hơn 10 tỷ bảng Anh được phân bổ và đã được rút ra để giảm chi phí dài hạn và rủi ro trong tương lai, chủ yếu bằng cách hỗ trợ ngành công nghiệp, thông qua các đơn đặt hàng và đầu tư nâng cao.

Tàu lớp này dài 153 m, lượng choán nước 12.200 tấn (lượng choán nước khi lặn lớn hơn 8% so với lớp Vanguard), có thủy thủ đoàn 130 thành viên. Một con tàu lớn hơn cho phép đặt một lò phản ứng lớn hơn (vốn dĩ an toàn hơn), công nghệ tĩnh hơn và cung cấp nhiều không gian hơn để cải thiện tiện ích cho thủy thủ đoàn. Đây sẽ là tàu ngầm đầu tiên được thiết kế ngay từ đầu để phục vụ cả quân nhân nam và nữ, có phòng tập thể dục, phòng học và khu vực huấn luyện, cũng như hệ thống chiếu sáng mới mô phỏng ngày và đêm.

Tàu lớp Dreadnought chia sẻ thiết kế khoang tên lửa chung với các tàu SSBN lớp Columbia của Hải quân Mỹ. Mỗi tàu Dreadnought sẽ được trang bị 3 cụm ống phóng tên lửa (Missile Tube Assemblies - MTA) với chỉ 12, trong khi USN Columbia sẽ có tới 4 MTA với 16 ống phóng tên lửa.

Tháng 2/2016, Bộ Quốc phòng Anh đã tiến hành phân tích xu thế và giai đoạn đánh giá chương trình, đã cấp khoản kinh phí 201 triệu bảng Anh (291,4 triệu USD) cho BAE Systems để phát triển thiết kế tàu ngầm, bao gồm việc bố trí thiết bị và hệ thống, cùng quy trình sản xuất. Quan niệm tàng hình là biện pháp phòng thủ chính của tàu ngầm đúng cho ngày nay và trong tương lai. Vì vậy, không có gì ngạc nhiên khi những chiếc tàu ngầm đang được chế tạo sẽ hoạt động yên lặng hơn những chiếc đã được đưa vào sử dụng.

Thiết kế thân tàu

4 tàu ngầm lớp Dreadnought có tên HMS Dreadnought, HMS Valiant, HMS Warspite và HMS King George VI tích hợp tên lửa Trident D5 đang được chế tạo để thay thế đội tàu lớp Vanguard được đưa vào phục vụ vào những năm 1990. Chiếc HMS Dreadnought đang được BAE Systems chế tạo tại nhà máy đóng tàu Barrow-in-Furness ở Cumbria. Lớp Dreadnought sẽ lớn hơn lớp cũ, chủ yếu để tích hợp một số tính năng tàng hình mới. Chúng cũng sẽ dài hơn 3 mét so với người tiền nhiệm, mặc dù có ít ống phóng tên lửa hơn.

Sự chú trọng của Hải quân Hoàng gia Anh về khả năng tàng hình thể hiện rõ ở hình dáng bên ngoài của các tàu ngầm. Kể từ những năm 1980, các tàu ngầm đã được lắp các tấm gạch "không dội âm". Lớp Astute thế hệ hiện tại có lớp phủ chống dội âm được thiết kế bên trong, phù hợp hơn và hiệu suất cao hơn so với việc thêm gạch sau khi nó được chế tạo. Một số loại gạch được gắn trên thân tàu, đôi khi thành từng lớp, để giảm cường độ phản xạ sóng siêu âm.

Ngoài ra, lớp Dreadnought có một đường gờ quanh mũi tàu, thân trên và cánh buồm được làm nghiêng để giảm phản xạ âm; một vỏ tàu mỏng bên ngoài, sẽ được phủ một lớp gạch chống dội âm, bao phủ hoàn toàn phần thân hình trụ thông thường bên trong - một công nghệ thiết kế tàu ngầm hoàn toàn mới. Các lớp vật liệu chống dội âm sẽ được bố trí giữa vỏ trong và vỏ ngoài.

Vỏ ngoài của Dreadnought sẽ nhẹ hơn nhiều so với kết cấu “thân tàu kép” đặc trưng của tàu ngầm Nga, do mục đích khác nhau. Tàu lớp Columbia của Hải quân Mỹ với vỏ tàu loại một thân, có nghĩa là có sử dụng các vòng khung tăng cường ở bên trong. Các tàu ngầm của Nga có những khung này ở bên ngoài, giữa hai thân tàu và sử dụng vỏ ngoài như một phần cấu trúc của chúng. Đối với Dreadnought, vỏ ngoài của tàu có chức năng làm tăng khả năng tàng hình.

Vỏ ngoài cũng sẽ có một số ưu thế - tạo ra nhiều không gian hơn dưới vỏ, có thể bố trí các cảm biến, các phương tiện dưới nước (UUV) và các biện pháp đối phó trong tương lai. Một số tàu ngầm khác cũng đang áp dụng kết cấu hai thân mới này. Tàu Type-212CD do Đức thiết kế có thân tàu bên ngoài góc cạnh hơn. Tuy nhiên, không có cơ sở kết luận thiết kế của Anh đang vay mượn từ chiếc tàu của Đức. Phương pháp xử lý chống phản xạ nhiều lớp phức tạp của Dreadnought có thể là đầu tiên và duy nhất hiện nay.

Hệ dẫn động

Trong nhiều năm, một trong những trọng tâm chính để làm cho tàu ngầm có khả năng tàng hình hơn là làm cho động cơ hoạt động êm hơn. Các tàu của Hải quân Hoàng gia Anh đã được coi là rất yên tĩnh về khía cạnh này. Nhưng Dreadnought sẽ kết hợp hệ dẫn động Turbo-Electric mới. Bộ truyền động tăng áp sử dụng lò phản ứng hạt nhân nhằm tạo ra điện, cung cấp năng lượng cho một động cơ điện để đẩy tàu. Tổ hợp này sẽ êm hơn so với việc điều khiển trục các đăng trực tiếp.

Mặc dù hệ thống truyền động turbo-điện đã được sử dụng trên các tàu ngầm hạt nhân trước đây, nhưng đây (cùng với lớp Columbia của Hải quân Mỹ) sẽ là lần đầu tiên được sử dụng trên các tàu sản xuất hàng loạt. Dreadnought sẽ sử dụng động cơ đẩy bơm phun cải tiến, êm ái hơn. Con tàu gần như chắc chắn sẽ có Động cơ điện tích hợp (Integrated Electric Propulsion - IEP) và được điều khiển bằng động cơ điện thay vì tuabin hơi nước được sử dụng trên tàu ngầm hạt nhân Hải quân Hoàng gia Anh hiện nay.

Lò phản ứng cung cấp hơi nước cho máy phát điện tuabin cung cấp năng lượng cho động cơ và các yêu cầu còn lại của tàu. Hầu hết các nhà phân tích đều cho rằng Dreadnought sẽ không áp dụng hệ thống truyền động không trục (submarine shaftless drive - SSD) dành cho tàu ngầm hoặc sử dụng động cơ Pseudo-từ Direct Drive (Pseudo-magnetic Direct Drive - PDD) vì công nghệ này chưa thật hoàn thiện và tiềm ẩn quá nhiều rủi ro.

Thiết bị

Giống như các tàu ngầm tàng hình nhất hiện có, Dreadnought sẽ có khả năng bảo vệ chống lại sự phát hiện và theo dõi điện từ. Và có thể suy đoán rằng bề mặt bên ngoài của nó sẽ có màu khác với các phiên bản trước. Có thể là màu xanh lam, để cải thiện khả năng bị phát hiện khi ở gần bề mặt. Mặc dù điều đó ít được quan tâm hơn trong môi trường tự nhiên của SSBN ở vùng nước sâu của khu vực Bắc Đại Tây Dương.

Không có gì ngạc nhiên khi tháng 2/2020, Thales UK đã được trao hợp đồng trị giá 300 triệu bảng Anh để cung cấp hệ thống sonar 2076 cũng như các kính tiềm vọng quang điện tử tiên tiến. Hệ thống sonar 2076 đã có mặt trên các tàu lớp Astute và là một trong những hệ thống sonar tàu ngầm tốt nhất trên thế giới. Nó sẽ được phát triển và điều chỉnh cho Dreadnought, bao gồm một bộ vi xử lý và cảm biến dưới nước (sonar cánh cung chủ động/thụ động, mảng kéo, điều khiển hỏa lực, môi trường và tránh chướng ngại vật).

Việc chế tạo một tàu ngầm SSBN mang tên lửa đạn đạo được coi là một dự án kỹ thuật với nhiều yêu cầu hơn so với việc chế tạo tàu vũ trụ con thoi. Dreadnought cũng là tàu ngầm lớn nhất từng được chế tạo ở châu Âu và để thực hiện dự án, BAES phải đầu tư 300 triệu bảng Anh vào cơ sở hạ tầng hỗ trợ. Một xu hướng tự nhiên là thiết kế tàu ngầm luôn được giữ bí mật và các tính năng được thêm vào hoặc bớt đi trong quá trình đóng tàu, thường vì lý do chi phí. Tuy nhiên, dựa trên những thông tin hiện có, giới chức Anh đang kỳ vọng khả năng tàng hình của tàu lớp Dreadnought sẽ được nâng lên một tầm cao mới.