Phát triển tên lửa siêu thanh nhanh gấp 5 lần tốc độ âm thanh, có thể bắn trúng mục tiêu di chuyển

Nhóm nghiên cứu, dẫn đầu bởi Yang Xiaogang từ Đại học Kỹ thuật trực thuộc Lực lượng Tên lửa Quân đội Trung Quốc ở thành phố Tây An, cho biết tiến bộ quan trọng đã đạt được để giải quyết vấn đề chính là làm thế nào để xác định mục tiêu đang di chuyển ở tốc độ cực cao.

Yang Xiaogang và các đồng nghiệp của ông từ Đại học Kỹ thuật tên lửa Trung Quốc có hạn chót đến năm 2025 để đưa ra các giải pháp cho những thách thức dường như khó chữa của công nghệ siêu thanh.

Vì tên lửa siêu thanh có thể di chuyển quãng đường dài trong tích tắc, một sai sót nhỏ trong hệ thống định vị và dẫn đường có thể dẫn đến sai sót lớn, họ giải thích trong một bài viết đăng trên Tạp chí Hồng ngoại và Kỹ thuật Laser (Trung Quốc) được đánh giá ngang hàng.

Ở khoảng cách xa, dấu hiệu hồng ngoại của một mục tiêu nhỏ chuyển động “chỉ cấu thành một vài pixel mà không có thông tin chi tiết như hình dạng, kết cấu và cấu trúc”, khiến việc xác định và theo dõi cực kỳ khó khăn, họ nói.

Cảm biến nhiệt cần một môi trường cực lạnh, nhưng nhiệt độ bề mặt của tên lửa có thể lên tới vài ngàn độ C, tạo ra một lượng tiếng ồn xung quanh rất lớn. Tuy nhiên, với công nghệ tầm nhiệt mới, Quân đội Trung Quốc sẽ có thể tiêu diệt các mục tiêu giá trị cao từ khoảng cách xa với tốc độ nhanh chưa từng thấy, để “mở rộng đáng kể phạm vi ứng dụng của vũ khí siêu thanh trong một cuộc chiến tranh khu vực”, ông Yang Xiaogang nói.

Các vũ khí siêu thanh ban đầu được phát triển để xuyên thủng hệ thống phòng không và bắn trúng các mục tiêu cố định trên mặt đất. Người ta thường tin rằng khả năng cơ động hạn chế ở tốc độ cao như vậy sẽ khiến việc bắn trúng mục tiêu đang di chuyển là không thể.

Trong những năm gần đây, Trung Quốc đã cho thấy khả năng ngày càng tăng trong việc chống lại các mục tiêu di động, bao gồm cả một mẫu tàu sân bay được bố trí trên đường ray tại trường bắn ở sa mạc Gobi. Thế nhưng, một tàu chiến tương đối dễ theo dõi, với kích thước và chuyển động có thể đoán trước được trong bối cảnh tương đối ổn định.

Vấn đề phức tạp hơn trên một con phố, nơi có nhiều phương tiện tương tự có thể xuất hiện. Một chiếc ô tô có thể quay đầu bất cứ lúc nào khi di chuyển qua địa điểm cũng có thể thay đổi đáng kể về khung cảnh, làm tăng gánh nặng tính toán của máy tính bên trong tên lửa siêu thanh.

Theo Yang Xiaogang, nhóm của ông đã đưa ra một phương pháp xác định và theo dõi mới khi nó bám sát mục tiêu.

Một thiết bị tầm nhiệt truyền thống phân tích hình ảnh được tạo ra bởi các cảm biến hồng ngoại từng khung hình. Song ở tốc độ Mach 5 (6174 km/h) hoặc nhanh hơn, sự khác biệt giữa hai khung hình liền kề có thể rất lớn, khiến máy tính khó tìm thấy một mẫu nhất quán, đặc biệt là khi mục tiêu nhỏ và đang di chuyển.

Bài viết cho biết tên lửa siêu thanh mới sẽ sử dụng dữ liệu được thu thập bởi cảm biến chuyển động để điều chỉnh mọi pixel, sao cho hầu hết các yếu tố trong hình ảnh mới sẽ vẫn nhất quán với các yếu tố trong các bức ảnh trước đó về góc nhìn, ánh sáng hoặc kích thước.

Nhóm nghiên cứu nói công nghệ hiệu chuẩn này phức tạp, nhưng tạo ra nền rõ ràng hơn, ổn định hơn đáng kể để làm nổi bật mục tiêu.

Theo một bài viết riêng trong loạt bài của Qin Hanlin từ Trường kỹ thuật quang điện tử thuộc Đại học Tây An, thiết bị siêu thanh tầm nhiệt cũng có thể đuổi theo một mục tiêu trong không khí.

Qin Hanlin và nhóm của ông đã trình diễn một công nghệ cho phép tên lửa đất đối không siêu thanh bắn trúng mục tiêu nhỏ bằng một máy bay không người lái thương mại. Họ cho biết tên lửa có thể phân biệt máy bay không người lái bay thấp trên các tòa nhà hoặc cây cối với độ chính xác gần 90%.

Theo các nhà khoa học, một số đột phá về phần cứng đã giúp đạt được những thành tựu này, bao gồm cả những cải tiến trong công nghệ cảm biến đồng nghĩa tín hiệu nhiệt có thể được phát hiện ở khoảng cách xa dưới dạng một dạng sóng duy nhất, tạo ra hình ảnh rõ nét ở tốc độ siêu thanh.

Các nhà khoa học Trung Quốc cũng tìm ra một chất thay thế chi phí thấp cho các vật liệu quý, bao gồm cả kim cương, được sử dụng cho cửa sổ của máy dò hồng ngoại để nó có thể tồn tại trong môi trường khắc nghiệt.

Họ cho biết thủy tinh làm bằng kẽm sunfua, với giá thành khá nhỏ, cũng cung cấp một cái nhìn rõ nét như pha lê.

Quân đội Trung Quốc ngày càng tin rằng vũ khí siêu thanh sẽ thay đổi bản chất của trận chiến và đang đầu tư mạnh mẽ để đạt được lợi thế về công nghệ.

Theo một số nghiên cứu gần đây của Quân đội Trung Quốc, các chỉ huy cấp cao quân đội có thể thấy bản thân bị lộ diện trực tiếp ngay cả khi họ ở phía sau chiến tuyến hơn 1.000 km và được bảo vệ bởi nhiều lớp hệ thống phòng không.

Các nền tảng quân sự đắt tiền như tàu sân bay và máy bay chiến đấu tàng hình cũng sẽ mất lợi thế với ít khả năng phòng thủ trước tên lửa siêu thanh có thể cơ động và nhắm bắn chính xác.

Chương trình siêu thanh của Quân đội Trung Quốc sử dụng khoảng 3.000 nhà khoa học - nhiều hơn 50% so với những người làm việc trên vũ khí truyền thống, theo một nghiên cứu được công bố vào tháng 1.2022 bởi tạp chí Tactical Missile Technology.

Nghiên cứu cho thấy đóng góp trung bình vào việc gia tăng sức mạnh quân sự Trung Quốc của một nhà nghiên cứu trong chương trình siêu thanh được ước tính cao gấp đôi so với một nhà nghiên cứu làm việc trên máy bay hoặc tàu chiến.