VA-111 Shkval: Ngư lôi phá vỡ các định luật vật lý

Mỹ thán phục tốc độ của ngư lôi Shkval

Các phương tiện truyền thông Mỹ mới đây đã có những phân tích tỏ ý thán phục những tính năng của ngư lôi siêu khoang VA-111 Shkval của Nga và biểu thị thái độ “không thể tin nổi” về công nghệ của loại ngư lôi có khả năng tăng tốc lên tới 200 hải lý (370 km/giờ).

Theo một bài viết trên tạp chí “Lợi ích Dân tộc” (The National Interest), trong kho vũ khí của Mỹ không có thứ gì giống loại vũ khí của Nga, và ấn phẩm gọi tốc độ của ngư lôi Shkval là “không thể tin được”.

Tác giả của ấn phẩm là ông Kyle Mizokami nhấn mạnh rằng, những vũ khí như vậy có thể khiến các hoạt động chiến đấu trên biển bị đảo lộn.

Cần lưu ý rằng chỉ vào những năm 1990 người ta mới biết tới Shkval, loại ngư lôi được phát triển từ thời Liên Xô, và khi đó nó đã nhận được đánh giá cực cao. Khác với không khí, nước luôn tạo ra lực ma sát rất lớn, chính vì thế tàu ngầm hay các thiết bị dưới nước thông thường không thể đạt được vận tốc cao.

Các định luật vật lý không cho phép các vật thể trên hoặc dưới mặt nước đạt tốc độ lớn hơn 50 hải lý, nhưng Liên Xô và sau này là Nga lại có thể làm được, do đó, sự thán phục giành cho Shkval là rất dễ hiểu. Vậy vì sao mà Liên Xô lại làm được như vậy? Có hai nguyên nhân.

Thứ nhất là: Khác với các ngư lôi thông thường, VA-111 Shkval được kích hoạt nhờ động cơ tên lửa, giúp tăng đáng kể tốc độ của nó. Khi tốc độ của ngư lôi đạt được ít nhất là 75km/h, mới có thể hình thành hiện tượng siêu khoang.

Thứ hai là: Các nhà phát triển đã cố gắng giảm đáng kể sức cản của môi trường nước nhờ vào quá trình siêu tới hạn, biến nước thành trạng thái hơi. Do đó, sự chuyển động của Shkval được thực hiện trong khoang tạo bọt hoặc bọt hơi. Do đó, người ta mới gọi Shkval là “ngư lôi siêu khoang”.

Bài viết cho biết, ngư lôi có đường kính tiêu chuẩn 533 mm, chiều dài 8,2m, trọng lượng phóng 2700kg, nó có thể mang đầu đạn thường nặng 700kg hoặc một đầu đạn hạt nhân, đảm bảo tiêu diệt mọi mục tiêu tàu chiến.

Ấn phẩm của Mỹ viết rằng, Shkval ban đầu được thiết kế như một phương tiện tấn công tàu ngầm NATO, có thể mang đầu đạn hạt nhân với "tốc độ chưa từng thấy trước đây". Một vũ khí có khả năng tấn công thần tốc như vậy có nhiệm vụ tiêu diệt kẻ thù trước khi nó kịp trở tay.

Các phiên bản ban đầu của Shkval Liên Xô dường như là loại chưa có điều khiển. Phiên bản mới của ngư lôi mà Nga phát triển đã thông minh hơn, sử dụng siêu tốc độ để thần tốc lao đến khu vực mục tiêu và sau đó nó chuyển động chậm lại để tìm mục tiêu một cách chính xác.

Ngư lôi siêu khoang VA-111 Shkval được thiết kế dựa trên thành tựu khoa học của Liên Xô là công nghệ "supercavitation" (có thể dịch là “siêu bong bóng” hay “siêu túi khí”, trong công nghệ vũ khí gọi là “siêu khoang”). Loại công nghệ này đã được Liên Xô áp dụng để chế tạo ra Shkval.Supercavitation và những nút thắt của ngư lôi siêu thanh

khi thiết bị ngầm siêu khoang đạt vận tốc khởi động 75km/giờ, thiết bị ngầm áp dụng công nghệ “siêu khoang” sẽ tạo ra một màng chất lỏng và một “siêu túi khí” bao bọc xung quanh thiết bị, làm triệt tiêu toàn bộ ma sát của nước tác động lên nó, cùng với thiết kế chóp nhọn ở phía trước giúp thiết bị ngầm đạt tốc độ gấp bội so với lực đẩy thực tế của động cơ.

Về lí thuyết, nhờ sự sinh lỗ hổng - tạo bong bóng khí (túi khí) khổng lồ xung quanh - tốc độ di chuyển dưới nước của thiết bị ngầm có thể đạt tới tốc độ siêu thanh (khoảng 5.800 km/h) hoặc thậm chí cao hơn. Tuy nhiên, điều đó không thể thực hiện được trên thực tế, vì những nguyên nhân như sau:

Khi bước vào giai đoạn đầu, một thiết bị lắp đặt trên thiết bị sẽ phun ra các chất lỏng đặc biệt, tạo thành một lớp màng mỏng làm giảm lực cản ở tốc độ thấp. Tuy nhiên, lớp màng này rất dễ bị nước cuốn trôi, do đó, để giữ được lớp màng này cũng cần có những bí quyết đặc biệt.

Sau khi thiết bị đạt vận tốc 75km/h mà vẫn giữ được lớp màng chất lỏng đặc biệt, ngư lôi sẽ bước vào giai đoạn “siêu túi khí”.

 

Lớp màng này có thể thông qua điều khiển chính xác giúp thiết bị siêu khoang chuyển hướng, nhưng khi đó, nó cũng tự sinh ra các lực ma sát khác nhau, tại các bộ phận khác nhau làm giảm tốc độ, ví dụ như ngư lôi Shkval mặc dù là công nghệ tối ưu nhất trên thế giới, nhưng cũng chỉ đạt vận tốc từ 370 đến tối đa là 500km/h.

Một vấn đề khó khăn nữa mà các cường quốc nhiệt động lực học chất lỏng hiện nay như Nga, Mỹ, Đức… chưa giải quyết được là vấn đề duy trì và điều chỉnh độ lớn của túi khí, qua đó điều khiển chuyển hướng thiết bị. Nếu không giải quyết được vấn đề này, thiết bị chỉ có khả năng phóng thẳng.

Ngoài ra, quá trình nghiên cứu còn phải giải quyết một số “nan đề” khác, ví dụ như chế tạo ra một loại nhiên liệu đặc biệt và một động cơ mạnh mẽ dưới nước để nâng cao phạm vi hành trình của thiết bị. Thực tế cho thấy, ngư lôi siêu khoang Shkval cũng chỉ đạt tầm phóng tối đa trên 15km.

Với hàng loạt những công nghệ đỉnh cao đang làm đau đầu các nhà khoa học trên thế giới, có thể nhận định rằng, hiện khoa học vẫn chưa thể giải quyết được hết những “nan đề” này. Vì vậy, để ngư lôi siêu khoang Shkval có thể trở thành phương tiện tấn công tầm xa vẫn là tương lai xa vời.

Tuy nhiên, chỉ với những gì đã đạt được, Shkval cũng xứng đáng là đỉnh cao công nghệ của thế giới.