Tên lửa 'biến hình' của Trung Quốc: Công nghệ 'chén thánh' siêu vượt âm

Trung Quốc vừa công bố một nguyên mẫu tên lửa siêu vượt âm hoàn toàn mới có khả năng “biến hình” trong thời gian thực khi bay với tốc độ trên Mach 5 (tương đương hơn 6.100 km/h).

Theo các nhà nghiên cứu, phương tiện này có thể thay đổi hình dạng nhờ bộ cánh thu gọn đặc biệt, đánh dấu một bước tiến lớn trong công nghệ siêu vượt âm mà nhiều quốc gia vẫn đang theo đuổi.

Những cánh gấp này có thể tự thu lại vào thân, giúp phương tiện trở nên thon gọn hơn, giảm lực cản và tối ưu hóa tốc độ. Khi cần nâng và điều khiển, cánh sẽ mở ra, tăng khả năng cơ động và giúp phương tiện chuyển hướng hoặc lượn qua các quãng đường phức tạp.

Đây là điều mà các phương tiện siêu vượt âm truyền thống chưa thể làm được, bởi chúng phải chọn một hình dạng cố định – hoặc ưu tiên tốc độ, hoặc ưu tiên điều khiển.

Công nghệ “chén thánh” của lĩnh vực siêu vượt âm

Giới chuyên gia gọi khả năng biến hình này là “holy grail” – công nghệ chén thánh của vũ khí siêu vượt thanh.

Phần lớn thiết kế hiện tại chỉ tối ưu cho một trong hai yếu tố: tốc độ hoặc tính cơ động. Một hình dạng lý tưởng cho tốc độ cực cao thường khó chỉnh hướng, còn hình dạng tối ưu để chuyển hướng lại gây giảm tốc.

Nguyên mẫu “tên lửa biến hình” này được phát triển bởi nhóm nghiên cứu của giáo sư Wang Peng thuộc Đại học Công nghệ Quốc phòng (NUDT) – một trong những cơ sở nghiên cứu quân sự hàng đầu của Trung Quốc.

Nghiên cứu đã được đăng trên tạp chí Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, tạp chí hàng đầu về hàng không vũ trụ của Trung Quốc.

Đáng chú ý, đây không chỉ là mô hình lý thuyết trên máy tính. Nhóm nghiên cứu đã tiến hành thử nghiệm hệ thống điều khiển kết nối phần cứng (HIL – hardware-in-the-loop), cho thấy hệ thống thực tế có thể hiểu và xử lý dữ liệu từ cảm biến theo thời gian thực.

Trong thử nghiệm mô phỏng, hệ thống điều khiển được liên kết với cảm biến và thiết bị thực, chạy trong môi trường giả lập điều kiện bay thực tế. Điều này chứng minh các bộ phận vật lý – từ động cơ điều khiển cánh đến các cảm biến – đều vận hành trơn tru, không phải chỉ là mô phỏng ảo.

Trung Quốc trước đó đã gây chú ý với tên lửa hành trình siêu vượt thanh CJ-1000, được cho là có khả năng tấn công mục tiêu di chuyển ở khoảng cách hàng ngàn km. Việc kết hợp công nghệ cánh biến hình có thể nâng năng lực của loại vũ khí này lên một cấp độ mới.

Khi cánh thu gọn, phương tiện có thể bay nhanh để tiếp cận mục tiêu. Khi cần cơ động để đổi hướng, tránh đánh chặn hoặc tấn công mục tiêu di động như tàu sân bay, cánh sẽ mở ra. Điều này khiến quỹ đạo của nó gần như không thể dự đoán hoặc khóa mục tiêu.
Nếu những gì Trung Quốc tuyên bố là chính xác, loại vũ khí này có thể phá vỡ hệ thống phòng thủ của đối phương, thậm chí đe dọa những mục tiêu giá trị cao như tàu sân bay hoặc máy bay tàng hình.

Thách thức cực hạn

Nhưng để đạt được điều này, công nghệ phải vượt qua những thách thức khắc nghiệt. Ở tốc độ Mach 5+, nhiệt độ bề mặt phương tiện có thể vượt 2.000°C, đủ để làm mềm kim loại và ion hóa không khí.

Việc thêm các bộ cánh có cấu trúc chuyển động làm tăng nguy cơ hỏng hóc, vì mọi bộ phận cơ khí đều là điểm có thể thất bại.

Để điều khiển cánh thu gọn, hệ thống máy tính trên phương tiện phải tính toán liên tục lực nâng, lực cản và độ ổn định chỉ trong vài phần nghìn giây. Điều này đặc biệt khó khi máy tính trên tên lửa thường nhỏ gọn và không có sức mạnh xử lý như siêu máy tính.

Để giải quyết bài toán này, nhóm nghiên cứu của giáo sư Wang đã phát triển một thuật toán điều khiển hoàn toàn mới, dựa trên ba cải tiến cốt lõi:

Mô hình hóa hệ thống bậc cao – mô phỏng chính xác hành vi khí động học của mọi bộ phận.

Điều khiển theo hiệu suất định trước – đặt trước các mục tiêu như sai số tối đa hoặc độ ổn định.

Điều khiển trượt siêu xoắn (super-twisting sliding-mode) – xử lý nhiễu và độ rung mà không làm hỏng bộ truyền động.

Điều này cho phép cơ cấu điều khiển ra quyết định nhanh và chính xác, ngay cả trong điều kiện cực đoan.

Ngoài mục đích quân sự, công nghệ này còn có thể được ứng dụng vào hàng không dân dụng và vận tải toàn cầu. Một máy bay siêu vượt âm có thể rút ngắn thời gian bay từ 10–12 giờ xuống chỉ còn 1–2 giờ.

Trong lĩnh vực vận chuyển hàng hóa, nó có thể thay đổi ngành logistics toàn cầu, cho phép giao hàng xuyên lục địa gần như theo thời gian thực.

Nếu những thông tin về nguyên mẫu này được xác nhận, đây sẽ là một trong những bước nhảy vọt lớn nhất của công nghệ siêu vượt âm kể từ khi lĩnh vực này ra đời.

Công nghệ cánh biến hình giúp Trung Quốc tiến vào vùng công nghệ mà rất ít quốc gia chạm đến, thậm chí ngay cả trong các chương trình tuyệt mật. Với khả năng thay đổi hình dạng trong chuyến bay, phương tiện siêu vượt thanh mới này không chỉ mở rộng năng lực quân sự mà còn có thể khởi đầu một kỷ nguyên mới của hàng không toàn cầu.

Trung Quốc cho thấy tham vọng rõ ràng: không chỉ chạy đua mà muốn dẫn đầu thế hệ vũ khí siêu vượt thanh tiếp theo.

Yên Du