12/04/2026
Máy bay Nga ưu tiên tốc độ, hình dáng khí động học để nhào lộn dễ, còn Mỹ góc cạnh, thẳng và tàng hình?
Bản dịch của bạn đây:
"Theo truyền thống, khả năng siêu cơ động luôn được coi trọng. Những đường nét cong, mượt mà của các dòng máy bay như Su-27 hay MiG-29 không chỉ vì tính thẩm mỹ, mà còn là cách để đạt được hiệu suất phi thường trong không chiến tầm gần, giúp máy bay có thể thực sự 'nhảy múa' trên bầu trời.
Cách tiếp cận của Mỹ, bắt đầu từ F-117 cho đến F-35, lại đặt cược vào công nghệ tàng hình (độ bộc lộ thấp). Những hình khối góc cạnh và các mặt phẳng nhằm mục đích phản xạ tín hiệu radar đi hướng khác, khiến máy bay trở nên 'vô hình'. Ý tưởng là phát hiện và tiêu diệt đối phương trước khi cuộc chiến chuyển sang giai đoạn cận chiến cơ động.
Tuy nhiên, hiện nay hai trường phái này đang xích lại gần nhau: Su-57 của Nga đã trở nên 'phẳng' hơn để giảm khả năng bị phát hiện, trong khi F-22 của Mỹ vẫn duy trì khả năng cơ động tuyệt vời bất kể thiết kế tàng hình.
Còn bạn?!
Bạn quan tâm đến việc so sánh các mẫu máy bay cụ thể nào, hay muốn biết các công nghệ này thể hiện ra sao trong thực chiến?
Bạn có muốn đi sâu vào thông số kỹ thuật của cặp đối thủ Su-57 và F-22 không?
Hãy bình luận tại bài đăng các bạn nhé!
# # Phân tích cụ thể một ví dụ điển hình
Khả năng siêu việt của các chiến binh và những lợi thế của nó.
Các máy bay chiến đấu hiện đại, bao gồm cả các máy bay thế hệ thứ năm mới nhất, phải đáp ứng một số yêu cầu đặc biệt. Một trong những yêu cầu đó liên quan đến khả năng cơ động và điều khiển: một máy bay tiềm năng phải có khả năng siêu cơ động. Chúng ta hãy xem xét vấn đề này chi tiết hơn và xác định siêu cơ động là gì, tại sao nó cần thiết trong một máy bay chiến đấu hiện đại và làm thế nào để đạt được những khả năng đó.
Lịch sử:
Khái niệm về siêu cơ động của máy bay chiến đấu bắt đầu xuất hiện vào những năm 1970. Các máy bay chiến đấu hiện có vào thời điểm đó có những hạn chế nhất định về khả năng cơ động, có thể cản trở hiệu quả chiến đấu trên không. Các thao tác đạt đến góc tấn công tới hạn (20-25° tùy thuộc vào loại máy bay) dẫn đến sự thay đổi đột ngột về luồng khí, tách dòng khí và xoay tròn. Đồng thời, tốc độ bay ngày càng tăng và vũ khí được cải tiến đòi hỏi phải cải thiện hơn nữa khả năng cơ động của máy bay chiến đấu.
Máy bay hiện đại của Nga với khả năng cơ động siêu việt. Ảnh của PJSC Sukhoi / sukhoi.org (xem hình H.1)
Nhiều nghiên cứu về cải thiện khả năng cơ động đã được tiến hành trong và ngoài nước, mang lại những kết quả thú vị. Một số thiết kế khung máy bay đầy triển vọng cho thấy có thể đạt được góc tấn công gần 180° và góc nghiêng ngang lên đến 90°. Tuy nhiên, kiểu bay này đặt ra những yêu cầu đặc biệt đối với hệ thống điều khiển. Cụ thể, khi góc tấn công tăng lên, hiệu quả của các bề mặt điều khiển khí động học giảm đi, và việc điều khiển máy bay trở nên khó khăn hơn đáng kể. Tuy nhiên, tính khả thi cơ bản của việc điều khiển ở chế độ bay siêu tới hạn đã được xác định và khẳng định.
Kiến thức và kinh nghiệm mới này sau đó có thể được áp dụng vào các dự án thực tế, nhưng quan điểm về triển vọng của khả năng siêu cơ động lại chia rẽ. Các nhà khoa học và quan chức quân sự Liên Xô tin rằng việc tăng khả năng cơ động là đáng giá: nó có thể cải thiện đáng kể hiệu quả của máy bay chiến đấu trong cận chiến sử dụng tên lửa và pháo. Các chuyên gia Mỹ lại cho rằng chiến đấu tên lửa tầm xa, trong đó khả năng siêu cơ động không mang lại lợi thế nào, quan trọng hơn. Những quan điểm này đã định hướng quá trình phát triển máy bay chiến đấu trong một thời gian.
Sau đó, tình hình đã thay đổi đôi chút. Khi xác định thiết kế của các máy bay chiến đấu thế hệ thứ năm tiên tiến, Hoa Kỳ đã quyết định tích hợp các yếu tố của khả năng siêu cơ động. Những phát triển tương tự sau đó đã xuất hiện ở các quốc gia khác. Kết quả là, tất cả các máy bay tiên tiến được phát triển trong những năm gần đây đều được phát triển bằng nhiều giải pháp khác nhau nhằm tăng cường khả năng cơ động và đảm bảo khả năng điều khiển trong các chế độ bay siêu tới hạn.
Ưu điểm của khái niệm này:
Khả năng siêu cơ động đặc biệt hữu ích trong cận chiến. Vận tốc góc của mục tiêu đang bay qua có thể rất cao, đặt ra những yêu cầu đặc biệt đối với khả năng cơ động của máy bay tấn công. Nó phải có khả năng quay về phía mục tiêu kịp thời để thực hiện một cuộc tấn công thành công. Tình huống tương tự cũng xảy ra với phòng thủ: một máy bay có khả năng cơ động cao hơn sẽ có thể vượt trội hơn kẻ thù và né tránh các cuộc tấn công, kể cả bằng cách phản công.
Động tác Cobra là một ví dụ về việc sử dụng khả năng cơ động siêu việt. Hình ảnh được cung cấp bởi Wikimedia Commons (xrm hình H.2).
Trong chiến đấu tên lửa tầm xa, khả năng siêu cơ động có thể được sử dụng để tăng cường hiệu quả của các thao tác chống tên lửa. Hơn nữa, trong các điều kiện khác nhau, một số động tác nhào lộn đặc trưng có thể được sử dụng để chống lại hệ thống radar của đối phương. Đặc biệt, các động tác "rắn hổ mang" và "chuông", liên quan đến việc giảm tốc độ đột ngột, có thể làm gián đoạn radar Doppler.
Do đó, việc nghiên cứu cẩn thận và sử dụng khéo léo các khả năng của máy bay sẽ tác động tích cực đến hiệu suất chiến đấu của nó. Trong một số trường hợp, máy bay chiến đấu có khả năng siêu cơ động sẽ có lợi thế hơn so với máy bay không có khả năng đó, mặc dù hiệu quả thực tế phụ thuộc vào một số yếu tố.
Vấn đề khí động học:
Ngay cả trong giai đoạn nghiên cứu ban đầu, người ta đã xác định rằng việc đạt được khả năng siêu cơ động đòi hỏi thiết kế khung máy bay và hệ thống điều khiển đặc biệt. Về cơ bản, máy bay phải có khả năng dễ dàng và nhanh chóng đi vào các chế độ bay siêu tới hạn và không có xu hướng thoát ra khỏi chúng. Các yêu cầu cụ thể đối với hệ thống điều khiển khí động học cũng có thể phát sinh.
Khả năng siêu việt của các chiến binh và những lợi thế của nó.
Một chiếc Su-30 đang thực hiện các thao tác nhào lộn tạo hình xoáy. Ảnh của PJSC Sukhoi / sukhoi.org (xem hình H.3).
Ngành công nghiệp Liên Xô và Nga đã phát triển một số máy bay chiến đấu siêu cơ động thuộc các dòng Su-27 và MiG-29. Những máy bay này có một số đặc điểm chung. Ví dụ, chúng được chế tạo bằng mạch tích hợp, và khung máy bay được thiết kế để không ổn định về mặt tĩnh ở tốc độ dưới âm thanh. Những đặc điểm này cho phép máy bay thực hiện các thao tác cơ động mạnh mẽ, trong khi tính khí động học của chúng không cản trở khả năng đạt được các góc tấn công quan trọng cần thiết cho khả năng siêu cơ động.
Tuy nhiên, khung máy bay độc đáo với các khả năng đặc biệt của nó đòi hỏi sự phát triển của các hệ thống điều khiển chuyên dụng. Tất cả các máy bay thuộc dòng Su-27 đều được trang bị hệ thống điều khiển điện tử (fly-by-wire - FBS), truyền lệnh của phi công đến các bộ chấp hành. FBS nhận tín hiệu từ các bộ điều khiển, xử lý dữ liệu từ một loạt cảm biến và, có tính đến tất cả thông tin đến, tạo ra các lệnh cho các bề mặt điều khiển. Chính FBS đảm bảo chuyến bay ổn định của một máy bay không ổn định trong các chế độ hoạt động chính của nó, đơn giản hóa đáng kể công việc của phi công.
Khả năng điều khiển linh hoạt. Có thể thấy rõ sự tương tác phức tạp giữa các bánh lái. Ảnh của PJSC Sukhoi / sukhoi.org (xem hình H.4).
Khi góc tấn công vượt quá mức bình thường, hiệu quả của các bề mặt điều khiển máy bay giảm mạnh. Điều này là do sự hình thành các xoáy và bóng khí động học của cánh. Vấn đề này có một số giải pháp chính. Giải pháp đầu tiên là sử dụng các bề mặt điều khiển diện tích lớn và các thuật toán điều khiển chuyên dụng duy trì hiệu quả đủ trong tất cả các chế độ bay. Giải pháp thứ hai liên quan đến việc sử dụng cấu hình cánh mũi hoặc cánh ba dọc. Cánh mũi dễ bị giảm hiệu quả do mất tốc độ và sự hình thành các xoáy, nhưng theo định nghĩa, nó không thể bị cánh che khuất. Nó có thể được sử dụng riêng lẻ hoặc kết hợp với các bộ ổn định "truyền thống".
Phương pháp sử dụng các bộ ổn định chuyển động toàn phần và hệ thống điều khiển chuyên dụng đã được sử dụng rộng rãi trong ngành sản xuất máy bay của Nga và được sử dụng trong một số dự án quốc tế. Cánh mũi cũng được sử dụng trong nhiều dự án ở một số quốc gia. Trong bối cảnh này, đáng chú ý là máy bay thử nghiệm Rockwell-MBB X-31 của Mỹ, trong đó cánh mũi được kết hợp với một phương pháp đầy hứa hẹn khác để đảm bảo khả năng siêu cơ động – điều khiển vectơ lực đẩy. Một số máy bay chiến đấu sản xuất hàng loạt của Nga có cả cánh mũi và hệ thống điều khiển hướng lực đẩy (TVS), giúp cải thiện khả năng cơ động.
Động cơ và vòi phun:
Một cách khác để bù đắp cho sự mất hiệu quả của các bề mặt điều khiển khí động học là sử dụng hệ thống điều khiển hướng lực đẩy động cơ (TVS). Điều này không chỉ khôi phục khả năng điều khiển về mức trước đây mà còn mở khóa các khả năng mới. Nhiều quốc gia đã thử nghiệm hệ thống điều khiển hướng lực đẩy trong quá khứ, và các khái niệm này hiện đang được tích cực triển khai. TVS cũng có thể được sử dụng để cải thiện hiệu suất cất cánh và hạ cánh của máy bay.
Động cơ máy bay chiến đấu Su-35S với công nghệ UVT. Ảnh: Wikimedia Commons (xem hình H.5).
Hiện nay, có một số nguyên tắc cơ bản về điều khiển hướng lực đẩy đang được sử dụng. Ở nước ta, động cơ phản lực turbo với hệ thống điều khiển hướng lực đẩy đối xứng trục đã trở nên phổ biến. Các cánh điều khiển hướng lực đẩy có thể di chuyển được sẽ làm lệch hướng lực đẩy theo hướng mong muốn. Các động cơ điều khiển hướng lực đẩy trong nước có thể di chuyển hướng lực đẩy trên hai mặt phẳng. Hiện nay đã có các động cơ tích hợp hệ thống điều khiển hướng lực đẩy và vòi phun dạng mô-đun tương thích với các động cơ RD-33 và AL-31F hiện có.
Các phương án điều khiển hướng lực đẩy khác đã được nghiên cứu và sử dụng ở nước ngoài. Ví dụ, máy bay thử nghiệm X-31 được trang bị động cơ phản lực turbo General Electric F404-GE-400, với ba cánh điều khiển được đặt phía sau vòi phun. Việc điều chỉnh các cánh này làm thay đổi hướng khí thải và dịch chuyển hướng lực đẩy. Một hệ thống điều khiển hướng lực đẩy khác đã được đưa vào sản xuất trên máy bay chiến đấu Lockheed Martin F-22 Raptor. Động cơ Pratt & Whitney F119-PW-100 của nó được trang bị vòi phun phẳng được tạo thành bởi một vỏ bọc với hai cánh điều khiển có thể di chuyển được. Thiết kế vòi phun này chỉ cho phép điều khiển hướng lực đẩy trên mặt phẳng thẳng đứng.
Máy bay thử nghiệm Rockwell-MBB X-31. Ảnh do USMC cung cấp (xem hình H.6(.
Tùy thuộc vào thiết kế, động cơ điều khiển hướng lực đẩy cung cấp khả năng điều khiển trên tất cả các kênh. Độ lệch lực đẩy trong mặt phẳng thẳng đứng được bổ sung bởi cánh nâng, trong khi bánh lái cung cấp khả năng điều khiển trong mặt phẳng ngang. Với hai động cơ, hoạt động vòi phun khác biệt cho phép điều khiển lăn. Các hệ thống này sử dụng việc chuyển hướng lực đẩy thay vì lực khí động học, mang lại cho chúng lợi thế so với bánh lái. Chủ yếu, chúng làm tăng vận tốc góc trong các thao tác, điều này tác động tích cực đến khả năng cơ động.
Trong bối cảnh siêu cơ động, điều quan trọng là phải xem xét không chỉ điều khiển hướng lực đẩy mà còn cả các thông số động cơ chính. Việc đi vào chế độ sau tới hạn trong một số thao tác nhào lộn trên không có thể dẫn đến mất tốc độ đột ngột. Để tránh bị bất lợi, máy bay phải có khả năng nhanh chóng lấy lại tốc độ sau khi thoát khỏi thao tác. Điều này đòi hỏi một hệ thống động cơ đủ mạnh. Nghiên cứu và thực tiễn cho thấy rằng việc giải quyết vấn đề này đòi hỏi tỷ lệ lực đẩy trên trọng lượng ít nhất là 1. Việc tăng thông số này có tác động tích cực đến tất cả các đặc tính hiệu suất chính, mặc dù việc đạt được kết quả như vậy có liên quan đến những khó khăn đã biết trong quá trình phát triển động cơ.
Khả năng siêu cơ động trong thực tiễn:
Trình độ phát triển công nghệ, chủ yếu trong hệ thống điều khiển, chỉ cho phép phát triển khả năng siêu cơ động vài thập kỷ trước. Đến nay, khoa học hàng không đã tiến bộ vượt bậc và tạo ra nhiều công nghệ và sản phẩm cần thiết giúp cải thiện đáng kể khả năng cơ động của máy bay chiến đấu. Tất cả những phát triển này đang được áp dụng trong các dự án hiện tại và tương lai ở nhiều quốc gia.
Động cơ Pratt & Whitney F119-PW-100 với vòi phun có rãnh. Ảnh: Wikimedia Commons (xem hình H.7).
Hiện nay, các máy bay thuộc dòng Su-27 và MiG-29 của Nga, cũng như F/A-18E/F và F-22 của Mỹ đang được đưa vào phục vụ. Một số nguyên mẫu thử nghiệm cũng đang tồn tại, và một số máy bay vẫn chưa được đưa vào biên chế quân đội. Thiết kế của tất cả các máy bay này đều sử dụng nhiều giải pháp khác nhau nhằm đạt được khả năng siêu cơ động. Phương pháp đạt được điều này khác nhau giữa các quốc gia và công ty, nhưng mục tiêu là như nhau: tăng cường khả năng cơ động để tạo lợi thế trong không chiến.
Điều đáng chú ý là, ngoài việc nâng cao hiệu suất bay và chiến đấu, khả năng siêu cơ động còn mang lại một lợi thế đặc biệt khác. Các chuyến bay trình diễn sử dụng các động tác nhào lộn trên không chuyên biệt, chỉ có thể thực hiện được bởi các máy bay siêu cơ động, khá ấn tượng. Rất có thể ngay cả một màn trình diễn khả năng của máy bay như vậy—rất lâu trước khi tham gia chiến đấu thực tế—cũng có thể đóng vai trò như một yếu tố răn đe mạnh mẽ, ảnh hưởng đến quyết định của một đối thủ tiềm năng.
