Tìm hiểu về sự phát triển máy bay thế hệ thứ sáu hiện nay

Tổng quan sự phát triển

Ngày 03/10/2010, Bộ Tư lệnh trang bị Không quân Mỹ (AFMC) đã phát đi một thông cáo tham khảo thông tin đến giới công nghiệp, yêu cầu giới công nghiệp cung cấp thông tin về ý tưởng và yêu cầu năng lực, kỹ thuật của “hệ thống máy bay chiến đấu thế hệ kế tiếp” có thể hình thành năng lực tác chiến ban đầu trong khoảng thời gian năm 2030, khái niệm của máy bay thế hệ thứ sáu chính thức được ra đời từ đây.

Trong thực tế, thế hệ máy bay chiến đấu không phải là quy chuẩn chính thức, mà là thuật ngữ công nghiệp thường liên quan đến những bước nhảy vọt đáng kể về khả năng của máy bay. Năm 2005, Mỹ trở thành quốc gia đầu tiên trang bị chiến đấu cơ thế hệ thứ năm Lockheed Martin F-22 Raptor. So với thế hệ tiền nhiệm thứ 4, F-22 rõ ràng khác hẳn nhưng chính xác điều gì đã khiến nó trở thành chiếc máy bay đầu tiên của thế hệ mới, thay vì một phiên bản tiên tiến hơn so với thế hệ máy bay chiến đấu hiện có? Các tiêu chí thế hệ xuất phát từ chính cộng đồng hàng không, mỗi thế hệ đi kèm với một loạt các khả năng có thể đã tồn tại ở một số máy bay cụ thể trước đây nhưng trở thành yêu cầu chung cho các máy bay chiến đấu thế hệ tiếp theo. Theo đó, cách không quân coi những khả năng mới tạo ra một thế hệ máy bay là: Thế hệ thứ nhất, sử dụng động cơ phản lực; thế hệ thứ hai, có cánh lướt, được tích hợp ra đa xác định khoảng cách và tên lửa dẫn đường bằng tia hồng ngoại; thế hệ thứ ba, có tốc độ siêu thanh, ra đa xung và tên lửa có thể tấn công đối thủ từ ngoài tầm nhìn; thế hệ thứ tư, có mức độ linh hoạt cao, mức độ khác nhau về kết hợp cảm biến, ra đa xung doppler, giảm tín hiệu ra đa...; thế hệ thứ năm, khả năng tàng hình, mức độ cơ động cao, hệ thống điện tử hàng không tiên tiến, khả năng đa vai trò, khả năng kết hợp mạng hoặc dữ liệu...

Hiện nay, có 4 nền tảng máy bay chiến đấu thế hệ thứ sáu đang hoạt động trên thế giới là F-22 và F-35 của Mỹ, J-20 của Trung Quốc và Su-57 của Nga, cùng với hơn 25 nền tảng khác nhau thế hệ 4. Điều này đặt ra câu hỏi: tiêu chí đối với một máy bay chiến đấu thế hệ thứ sáu là gì, khi các nền tảng thế hệ thứ năm vẫn còn rất ít.

Năng lực tác chiến trên không của máy bay thế hệ thứ sáu

Ngày 05/11/2010, Trung tâm hệ thống hàng không Bộ quốc phòng Mỹ đã tuyên bố sách tham khảo thông tin về nghiên cứu chế tạo máy bay chiến đấu thế hệ thứ sáu.

Tính năng vượt trội thứ nhất, về phương diện phòng thủ. Trên chiến trường đối đầu giữa các phương tiện tốc độ vượt siêu thanh trong tương lai có thể tác chiến khắp toàn cầu, máy bay chiến đấu thế hệ thứ sáu cũng phải có năng lực bay tốc độ vượt siêu thanh tương đương. Khi máy bay hộ tống vượt siêu thanh gặp phải máy bay đánh chặn vượt siêu thanh thì cuộc không chiến lại nổ ra theo một chiều hoàn toàn mới.

Tính năng vượt trội thứ hai, tác chiến trên không. Để thực hiện bay tốc độ vượt siêu thanh thì phải tránh được lực cản không khí ở mức tốt nhất có thể. Tầm cao bay của thiết bị bay tốc độ vượt siêu thanh hiện nay ít nhất là trên 20.000m, nếu như hành trình trên 10.000km thì tầm cao bay sẽ phải trên 30.000m (cận quỹ đạo). Trong khi đó, tầm cao bay của máy bay chiến đấu thế hệ thứ tư và thứ 5 hiện có chỉ trên 10.000m. Như vậy, sẽ xuất hiện cuộc tranh giành quyền kiểm soát không phận này.

Tính năng vượt trội thứ ba, động cơ xung áp siêu cháy. Máy bay động cơ phản lực truyền thống đều phải hút vào lượng lớn không khí, nhưng khi ở độ cao trên 20.000m với điều kiện không khí vô cùng loãng, công suất làm việc của động cơ hàng không truyền thống trở nên rất thấp, chỉ có động cơ xung áp siêu cháy mới có thể cung cấp động lực mà thiết bị bay vượt siêu thanh đòi hỏi trong điều kiện khắc nghiệt trên không ở độ cao cận quỹ đạo.

Tính năng vượt trội thứ tư, tàng hình toàn bộ dải tần. Máy bay tàng hình như F-22 trên thực tế chỉ có thể thực hiện tàng hình đối với sóng ra đa dải tần cụ thể, ra đa chống tàng hình chính là do nắm bắt được nhược điểm này của máy bay tàng hình, thông qua sóng ra đa phát ra tần số đặc biệt để đạt được mục đích chống tàng hình. Không quân Mỹ yêu cầu máy bay thế hệ thứ sáu phải có năng lực tàng hình toàn bộ dải tần, nghĩa là có thể bay tàng hình trong tất cả dải tần có thể dùng sóng điện từ, trong đó thậm chí bao gồm cả dải tần ánh sáng quan sát được.

Tính năng vượt trội thứ năm, trang bị vũ khí năng lượng định hướng. Vũ khí năng lượng định hướng có ý nghĩa kép đối với máy bay thế hệ thứ sáu: Trước tiên, giúp cho máy bay thế hệ thứ sáu có năng lực chống tên lửa, kể cả những thiết bị bay vượt siêu thanh khác ngoài tên lửa đạn đạo; thứ hai, máy bay thế hệ thứ sáu do tốc độ bay và khu vực tác chiến trên không rất cao, vũ khí năng lượng định hướng không chỉ có tốc độ đủ nhanh (tốc độ cận ánh sáng), mà trong môi trường cận chân không nó còn có hiệu quả phá hủy tốt hơn, rất phù hợp dùng cho máy bay thế hệ thứ sáu.

Tính năng vượt trội thứ sáu, trang bị trí tuệ nhân tạo. Có thể khẳng định, máy bay không người lái sẽ thay thế cho máy bay có người lái trong tương lai. Hiện nay, các nhà nghiên cứu chế tạo máy bay chiến đấu thế hệ thứ sáu phải xác định chính xác là khi tác chiến trên không, kiểu không người lái liệu có được áp dụng hoàn toàn để chế tạo máy bay thế hệ thứ sáu hay không? Hay còn phải đợi đến máy bay thế hệ thứ 7, thế hệ thứ 8…? Trong giai đoạn hiện nay, kỹ thuật trí tuệ nhân tạo vẫn chưa đủ để ứng phó với sự thay đổi nhanh chóng của môi trường tác chiến trên không. Do vậy, “không người lái hóa” máy bay thế hệ thứ sáu sẽ chủ yếu được quyết định bởi trình độ phát triển trong 20 đến 30 năm tới của kỹ thuật trí tuệ nhân tạo. Từ hai phương án có người lái và không người lái mà Boeing chuẩn bị cho Không quân Mỹ cho thấy, việc thực hiện không người lái hoàn toàn đối với máy bay không người lái thế hệ thứ sáu của Mỹ vẫn là điều chưa chắc chắn.

Một số chương trình phát triển máy bay thế hệ thứ sáu hiện nay

Tiêm kích F/X hay NGAD

Tháng 3/2018, Phòng thí nghiệm của lực lượng Không quân Mỹ (USAF) đã công bố hình ảnh máy bay thế hệ tiếp theo F/X được trang bị vũ khí la-de, còn được gọi là máy bay thống trị thế hệ tiếp theo (NGAD). Máy bay F/X dự kiến sẽ có tầm bay xa hơn và trọng tải lớn hơn, cũng như khả năng mang vũ khí siêu thanh. Theo chương trình NGAD, USAF chủ trương khai thác các năng lực tiên tiến của dòng máy bay thế hệ mới như hệ thống tác chiến trên không liên kết máy bay chiến đấu, máy bay không người lái (UAV) và các nền tảng kết nối mạng. Với mục tiêu tăng cường ưu thế trên không, chương trình máy bay chiến đấu F/X cung cấp khả năng tàng hình được nâng cao đáng kể và hoạt động phối hợp chặt chẽ với UAV. Dự kiến, máy bay chiến đấu thế hệ mới có thể gia nhập USAF trong năm 2030.

MiG-41

Máy bay thế hệ thứ sáu mới của Nga MiG-41 (còn được gọi là PAK-DP) là một máy bay đánh chặn trong tương lai có thể hoạt động ở độ cao cực lớn với tốc độ vượt âm hơn Mach 4. Được phát triển bởi tập đoàn Mikoyan, MiG-41 sẽ được trang bị hệ thống tên lửa đánh chặn không đối không trước những mục tiêu siêu thanh từ đối phương. Các kỹ sư Nga đang nghiên cứu và cải tiến tiêm kích MiG thế hệ thứ sáu thành một biến thể không người lái trong tương lai. Ngoài tên lửa đánh chặn không đối không tầm xa mới, MiG-41 còn lắp đặt thêm thiết bị tìm kiếm, phát hiện mục tiêu tiên tiến và sử dụng công nghệ tàng hình. Không quân Nga dự kiến vận hành MiG-41 vào năm 2030.

Hệ thống Không quân chiến đấu tương lai (FCAS)

Là chương trình hợp tác giữa Đức, Pháp và Tây Ban Nha, Hệ thống Không quân chiến đấu tương lai (FCAS) sẽ cung cấp máy bay chiến đấu thế hệ tiếp theo hoạt động trong đội hình phối hợp với các UAV tấn công và giám sát. Tất cả các yếu tố có người lái và không có người lái sẽ được kết nối với nhau bằng công nghệ đám mây hỗ trợ bởi trí tuệ nhân tạo. Nhà sản xuất cải thiện khả năng sống sót của máy bay mới nhờ tính năng tàng hình chủ động, nâng cao nhận thức xử lý tình huống thông qua hệ thống điện tử hàng không và bộ cảm biến tiên tiến. Máy bay chiến đấu có khả năng cơ động, tốc độ và tầm bay cao hơn nhờ động cơ mạnh mẽ và hệ thống điều khiển bay hiện đại. Đặc biệt, FCAS trang bị hệ thống cảm biến mới để đảm bảo tăng cường hỏa lực, vũ khí la-de và năng lượng định hướng, cùng khả năng tác chiến điện tử linh hoạt. Tháng 02/2019, Pháp và Đức đã trao hợp đồng nghiên cứu chương trình FCAS cho hai tập đoàn Dassault Aviation và Airbus. Theo kế hoạch, quân đội sẽ tiến hành thử nghiệm FCAS vào năm 2026, sau đó đưa vào vận hành chính thức vào năm 2040.

Máy bay Tempest

Máy bay Tempest đang được phát triển theo chương trình hợp tác do Vương quốc Anh dẫn đầu và các đối tác rải khắp Châu Âu. Mô hình 3D của máy bay Tempest được công bố vào tháng 7/2020, dự kiến được đưa vào biên chế trong Không quân Hoàng gia Anh (RAF) vào năm 2035 để thay thế cho máy bay Typhoon. Được trang bị các công nghệ tiên tiến như buồng lái thông minh, công nghệ ra đa theo dõi cùng các công nghệ khác như lớp vỏ tàng hình, hệ thống điều khiển tùy chọn, vũ khí năng lượng định hướng và vũ khí siêu thanh, khả năng trao đổi dữ liệu của máy bay với trên nền tảng, Tempest sẽ cung cấp cho lực lượng tác chiến bức tranh toàn cảnh về không gian chiến trường. Ngoài ra, Tempest còn sử dụng công nghệ “bầy đàn” để điều khiển các UAV kết hợp hệ thống tần số vô tuyến đa chức năng tích hợp bên trong Tempest, cho phép trao đổi thông tin nhanh hơn 10.000 lần so với các hệ thống hiện có. Tempest hứa hẹn mang lại lợi thế đáng kể trong các tình huống chiến đấu nhờ vào khả năng xác định vị trí và xác định mục tiêu đối phương từ trước.

Có thể nói trong gia đoạn hiện nay, ngoài Mỹ và Nga đã khởi động kế hoạch dự kiến để nghiên cứu máy bay thế hệ thứ sáu, các nước khác vẫn đang ở giai đoạn thảo luận khái niệm và là các nước đi theo sau. Bất luận là về vấn đề tốc độ vượt siêu thanh hay tàng hình toàn bộ dải tần thì hướng phát triển bước đầu của máy bay thế hệ thứ sáu đều do Mỹ đề xuất, điều này rất giống với tình hình khi đưa ra tiêu chuẩn 4S mà Mỹ là nước đi tiên phong, đồng thời dẫn dắt trào lưu phát triển máy bay thế hệ thứ năm. Mục đích của Mỹ là thông qua máy bay thế hệ thứ sáu sẽ mở rộng triệt để khoảng cách trong lĩnh vực kiểm soát trên không với các đối thủ cạnh tranh. Châu Âu đã nhận thua trong cuộc chạy đua máy bay thế hệ thứ năm dường như cũng có những toan tính tương tự. Một số cường quốc quân sự khác cũng đang xem xét lĩnh vực kỹ thuật tiềm tàng đang ở phía trước này. Cho dù vẫn là theo sau, nhưng cũng phải “theo sát” nhất có thể./.