Tiềm năng của pháo tăng sử dụng công nghệ ray điện từ

Một trong những hướng phát triển tiềm năng hiện nay chính là việc ứng dụng công nghệ lực đẩy từ trước vào phát triển pháo tăng tương lai.

Công nghệ pháo tăng truyền thống đang đi tới những giới hạn

Sự xuất hiện của xe tăng T-14 Armata từ năm 2015 của Nga đang tạo ra làn sóng phát triển xe tăng thế hệ mới trên toàn thế giới sau nhiều thập kỷ “ngủ quên” khi Chiến tranh Lạnh kết thúc.

Trong quá trình phát triển xe tăng T-14, Nga đã tính tới phương án tăng cỡ nòng của xe từ 2A82 125mm lên 2A83 152mm hoặc một phương án tương tự. Trong quá trình thực nghiệm, phương án trang bị pháo sử dụng lực điện tử với mục tiêu tạo ra lực đẩy tối đa lên thanh xuyên chống tăng dưới cỡ để giúp đủ sức xuyên thủng mọi loại giáp xe tăng hiện đại nhất đã gây được nhiều sự chú ý.

Sau hơn 1 thế kỷ sử dụng, các loại pháo tăng truyền thống đã đi tới giới hạn của công nghệ để không phá vỡ sự cân bằng giữa trọng lượng và hỏa lực của xe. Ảnh: RIAN.

Khái niệm đầu tiên về dòng pháo tăng điện từ mới được Viện Nghiên cứu và Thử nghiệm Xe bọc thép và Vũ khí số 38 của Nga công bố với mục tiêu tới sẽ đưa vào trang bị dòng pháo công nghệ tương lai này vào những năm 2050. Theo đó, pháo tăng điện từ mới có thể sử dụng năng lượng hóa năng dựa trên nguyên lý lực từ trường Lorenz.

Cụ thể, pháo tăng mới có nhiều điểm tương đồng với công nghệ pháo ray điện tử đang được Hải quân Mỹ thử nghiệm, nhưng được đơn giản hóa nhờ sử dụng năng lượng hóa năng thay vì năng lượng điện. Các nhà khoa học Nga đánh giá, công nghệ pháo tăng điện từ mới có hiệu quả vượt trội so với các dòng pháo tăng hiện tại. Tuy nhiên, do mới dừng ở mức khái niệm phát triển nên không có con số đánh giá cụ thể về hiệu quả của loại pháo tăng mới.

Ngay khi được công bố, ý tưởng về pháo tăng điện từ mới đã thu hút sự chú ý đáng kể của các nhà khoa học quân sự Nga, cũng như trên thế giới. Đây là cách tiếp cận mới giúp tăng cường hỏa lực xe tăng, trong khi vẫn cơ bản giữ nguyên trọng lượng xe, cũng như cơ số đạn mang theo.

Trong thập kỷ 1980 và 1990 của thế kỷ trước, Mỹ đã từng thử nghiệm nguyên mẫu pháo bắn nhanh ray điện từ Rapid Fire ET với cỡ đạn 60mm. Trong quá trình thử nghiệm thực tế, với mức công nghệ thời điểm đó, pháo ray điện từ tỏ ra không có sức cạnh tranh về cả tầm bắn, sức xuyên phá so với đạn pháo truyền thống sử dụng chất nổ hóa học. Chúng quá phức tạp, cồng kềnh, đắt đỏ và dễ hỏng hóc kể cả trong môi trường thử nghiệm tối ưu.

Tới cuối những năm 1990, Trung tâm khoa học Sorek của Israel phối hợp với các nhà khoa học Mỹ tạo ra khẩu pháo ray điện từ cỡ 105mm với khả năng bắn thanh xuyên dưới cỡ đạt tốc độ tới 2km/giây. Tuy nhiên, đây mới chỉ là nguyên mẫu công nghệ và không có thông tin về các thử nghiệm hoàn thiện sau này.

Công nghệ ray điện từ đang mở ra hướng tiếp cận mới trong quá trình phát triển pháo chính xe tăng tương lai.

Tiềm năng, nhưng vẫn còn “bài toán kỹ thuật”

Dù có cách tiếp cận khác nhau, nhưng về cơ bản tất cả loại pháo ray điện tử, trong đó có pháo xe tăng đều có những đặc điểm chung là sử dụng pháo nòng trơn và cơ cấu khóa nòng được gia cố đặc biệt. Năng lượng cung cấp cho pháo có thể là khối pin thể rắn hoặc thể lỏng. Nòng pháo có thể được làm dạng module hóa để dễ dàng thay thế hay sửa chữa.

Tuy nhiên do sử dụng phương thức đẩy điện từ hoàn toàn mới, về cơ bản, toàn bộ thiết kế nòng súng và cụm khóa nòng truyền thống đều phải được thiết kế lại. Cơ cấu đẩy điện từ phát nhiệt rất lớn khiến vật liệu chế tạo cũng là loại đặc biệt.

Trong các thử nghiệm pháo ray điện của Mỹ, một trong những vấn đề phát sinh là sự quá nhiệt của nòng pháo. Cùng với phóng điện tích để giải phóng lực điện tử, hệ thống cũng đồng thời tỏa ra nhiệt lượng rất lớn. Chúng sẽ tích lũy trong nhiều phát bắn để phá hủy nòng pháo hoặc làm biến dạng chúng.

Cùng với đó, vấn đề phát sinh còn nằm ở việc thu nhỏ hệ thống vừa để đặt trên khung gầm xe bọc thép hạng nặng như xe tăng. Các hệ thống pháo ray điện từ hiện tại đều rất cồng kềnh và tốn nhiên liệu. Trên khu trục hạm lớp Zumwalt của Mỹ, thiết kế khối cung cấp năng lượng và tụ tích điện của pháo ray điện chiếm rất nhiều thể tích trong khoang chiến hạm nặng hàng chục nghìn tấn này.

Ngoài ra còn tính tới các vật liệu siêu dẫn ở nhiệt độ phòng để tạo ra lực đẩy Lorenz ở mức tối ưu nhất và độ bền của chúng trong điều kiện dã chiến.

Sẽ không quá ngạc nhiên trong vài thập niên tới, xe tăng có thể được trang bị pháo ray điện từ và vũ khí laser. Ảnh: Getty.

Chuyên gia quân sự Nga Ryabov Kirill đánh giá, pháo ray điện từ, cụ thể là loại pháo trang bị trên xe tăng chiến đấu chủ lực tương lai là rất tiềm năng. Tuy nhiên, từ khái niệm ban đầu tới sản phẩm thực tế còn cần rất nhiều thời gian thử nghiệm và chứng minh đủ tin cậy để thuyết phục giới chức quốc phòng các nước chuyển đổi từ loại pháo sử dụng thuốc phóng truyền thống sang công nghệ ray điện từ. Công nghệ này sẽ được hoàn thiện trong vài thập niên tới để mở ra viễn cảnh về những cỗ xe tăng điện hóa trong tương lai.

TUẤN SƠN (theo Topwar, vpk.name)