Lockheed Martin chỉ ra điểm nghẽn của cuộc đua vũ khí siêu vượt âm
Lockheed Martin vừa nói thẳng rằng cuộc đua vũ khí siêu vượt âm không còn xoay quanh con số Mach. Thứ quyết định là giữ được tốc độ đó đủ lâu và cơ động giữa hành trình. Sau đó là biến công nghệ thành thứ sản xuất được hàng loạt. Khâu cuối cùng mới là điểm nghẽn thật sự.
Ngày 16/9, Lockheed Martin đăng bài phân tích với thông điệp khác những tiêu đề quen thuộc về Mach 5 (6.125 km/h) hay Mach 10 (12.250km/h). Theo tập đoàn quốc phòng Mỹ, với vũ khí siêu vượt âm, đạt Mach 5 trong thời gian ngắn không còn là kì tích mới. Tên lửa đạn đạo liên lục địa đã làm được từ thời Chiến tranh Lạnh. Bài toán hiện nay là bay ở tốc độ đó được bao lâu, cơ động ra sao và có thể chế tạo đủ nhiều để đưa vào sử dụng hay không.
Tốc độ không còn là câu chuyện chính
Tên lửa đạn đạo thường được phóng lên rất cao rồi lao trở lại khí quyển. Quỹ đạo vòng cung của nó tương đối dễ dự đoán. Loại vũ khí siêu vượt âm hút khí mà Lockheed Martin đề cập bay thấp hơn và có thể duy trì động lực trong hành trình. Khả năng đổi hướng khiến hệ thống phòng thủ khó đoán mục tiêu cuối cùng.
Tốc độ Mach (hay số Mach) là đơn vị đo tốc độ tương đối, thể hiện tỉ số giữa tốc độ của một vật thể và tốc độ âm thanh trong cùng một môi trường. Ở Mach 5, không khí trước mũi phương tiện bị nén mạnh. Nhiệt độ bề mặt có thể vượt 1.200 độ C. Mức nhiệt này làm nhiều vật liệu hàng không suy giảm nghiêm trọng độ bền. Nhôm thậm chí có thể nóng chảy. Vì vậy, các khu vực chịu nhiệt cao phải dùng composite sợi carbon, gốm và lớp bảo vệ nhiệt.
Độ cao cũng là một thách thức. Bay quá thấp, phương tiện phải chịu lực cản lớn và nhiệt độ tăng mạnh. Nhưng nếu bay quá cao, không khí trở nên quá loãng, khiến động cơ hút khí không nhận đủ oxy để hoạt động hiệu quả. Đây là một trong những lí do Lockheed Martin nhấn mạnh công nghệ scramjet.
Khác với động cơ rocket phải mang theo cả nhiên liệu và chất oxy hóa, scramjet lấy oxy trực tiếp từ khí quyển. Không khí tốc độ cao đi vào cửa hút, được trộn với nhiên liệu rồi đốt cháy trong khi dòng khí bên trong động cơ vẫn di chuyển ở tốc độ siêu âm. Cơ chế này cho phép scramjet hoạt động ở tốc độ rất cao, phù hợp với các phương tiện bay siêu vượt âm từ khoảng Mach 5 trở lên. Không phải mang chất oxy hóa giúp phương tiện nhẹ hơn. Đổi lại, scramjet không thể hoạt động từ trạng thái đứng yên. Phương tiện phải được tăng tốc tới vận tốc đủ cao trước, thường bằng tầng đẩy tên lửa hoặc được phóng từ máy bay.
Ông Johnathon Caldwell, phụ trách hệ thống phòng thủ tên lửa chiến lược của Lockheed Martin, chỉ ra khoảng cách giữa thiết kế và phần cứng thật. Một phương tiện có thể hoạt động tốt trên mô hình máy tính chưa chắc chịu được nhiệt, rung động và tải khí động khi bay thực tế ở Mach 5.
Điểm nghẽn của vũ khí siêu vượt âm nằm ở dây chuyền
Một mẫu thử bay thành công mới chỉ chứng minh công nghệ hoạt động. Khó hơn là làm ra hàng chục hay hàng trăm sản phẩm giống nhau mà chất lượng không giảm.
Nhà máy cho loại vũ khí này cần nhiều công đoạn chuyên biệt. Hệ thống quét tự động phải phát hiện vết nứt cực nhỏ trong vật liệu composite. Lò nhiệt độ cao xử lí các lớp bảo vệ nhiệt. Linh kiện còn phải thích ứng với nhiều kiểu bệ phóng.
Jon Hill, phụ trách mảng ưu thế trên không và vũ khí tiến công, nói một thiết kế tốt chẳng giúp gì cho người lính nếu vẫn mắc kẹt trong giai đoạn phát triển. Thực tế ở Mỹ đang minh họa cho nhận định đó. Báo cáo ngày 17/7 của Văn phòng Kiểm toán Chính phủ Mỹ (GAO) cho biết Chương trình Phát triển Vũ khí siêu vượt âm tấn công nhanh (CPS) của Hải quân Mỹ vẫn gặp vấn đề về chất lượng và sản xuất. Dây chuyền hiện chỉ đạt tối đa khoảng 6 đến 7 quả mỗi năm, trong khi cần khoảng 12 quả để duy trì nhịp sản xuất ổn định.
Những nguyên nhân được GAO nêu ra không hề xa lạ với một nhà máy bình thường. Hướng dẫn công việc có chỗ được viết giống đặc tả kĩ thuật dù người sử dụng là công nhân mới ra trường. Một lô vật liệu phủ chống nhiệt từng bị nhiễm bẩn. Có bộ linh kiện giao tới thiếu chi tiết, buộc thợ phải tháo dở quả đạn đang lắp để xử lí.
Dark Eagle, tên gọi của hệ Long-Range Hypersonic Weapon (LRHW) do lục quân Mỹ phát triển, là vũ khí siêu vượt âm phóng từ mặt đất. Hệ thống này dùng chung một số thành phần với tên lửa CPS của hải quân Mỹ, trong đó có tên lửa đẩy và phương tiện lướt siêu vượt âm. Cách hoạt động của Dark Eagle khác với vũ khí dùng động cơ scramjet. Khi phóng, tên lửa đẩy tăng tốc và đưa phương tiện lướt lên độ cao cần thiết. Phần này sau đó tách khỏi tên lửa, không còn được động cơ chính đẩy đi mà lợi dụng tốc độ đã có để lướt trong khí quyển. Trong quá trình lao về mục tiêu, nó vẫn có thể cơ động và thay đổi đường bay, khiến việc dự đoán quỹ đạo trở nên khó hơn.
Dark Eagle đã chậm hơn kế hoạch ban đầu hơn hai năm. GAO cho biết khi đánh giá chương trình đầu năm 2026, lục quân vẫn chưa hoàn tất biên chế khẩu đội đầu tiên gồm cả tên lửa. Đến đầu tháng 9, Mỹ vẫn chưa xác nhận hệ thống đã được biên chế đầy đủ như một vũ khí tác chiến, dù Dark Eagle từng được đưa ra nước ngoài để huấn luyện và tập trận.
Ngày 26/3, lục quân và hải quân Mỹ phóng thành công một tên lửa siêu vượt âm dùng chung từ Cape Canaveral. Tuy nhiên, thành công trên bãi thử không xóa được vấn đề trong nhà máy. Việc thử CPS trên tàu khu trục lớp Zumwalt cũng đã lùi từ 2025 sang 2027. Sản xuất hàng loạt mới quyết định nó có trở thành năng lực chiến đấu hay không.
Thiết kế để sản xuất nhiều ngay từ đầu
Một hướng khác đang được Mỹ đẩy nhanh là thiết kế vũ khí ngay từ đầu với mục tiêu giảm giá thành và tăng sản lượng, thay vì chỉ tối ưu hiệu suất rồi mới tìm cách hạ chi phí về sau.
Blackbeard của Castelion là ví dụ đáng chú ý. Tháng 6, Hải quân Mỹ đặt 50 mẫu tiền sản xuất cùng 50 thùng lưu trữ và vận chuyển. Hợp đồng trị giá 23,4 triệu USD. Không thể lấy tổng giá trị hợp đồng chia cho số tên lửa để tính đơn giá. Theo USNI News, Castelion đặt mục tiêu giữ giá mỗi quả quanh mức nửa triệu USD.
Khoảng cách về chi phí giữa hai hướng phát triển là rất lớn. Theo GAO, đến tháng 4/2026, mỗi quả CPS được ước tính có giá khoảng 63–71 triệu USD, trung bình gần 67 triệu USD. Con số này cao hơn đáng kể mức gần 50 triệu USD được dự tính vào năm 2021.
Trong khi đó, Castelion đặt mục tiêu đưa Blackbeard xuống khoảng nửa triệu USD mỗi quả. Tuy nhiên, đây mới là mục tiêu của nhà sản xuất. Blackbeard cũng chưa công bố đầy đủ tầm bắn và các thông số kĩ thuật, nên chưa thể lấy mức giá này để so sánh trực tiếp với CPS hay Dark Eagle.
Ngày 13/5, Castelion đạt thỏa thuận khung với Bộ Quốc phòng Mỹ. Mục tiêu là tối thiểu 500 quả mỗi năm sau khi hoàn tất thử nghiệm. Ngày 15/9, hải quân tiếp tục trao đơn hàng sản xuất trị giá tối đa 200 triệu USD. Một vũ khí rất nhanh nhưng chỉ làm được vài quả mỗi năm sẽ nhanh chóng lộ giới hạn nếu xung đột kéo dài.
Không chỉ Mỹ quan tâm tới thời gian duy trì. Ấn Độ cũng đang kéo dài thời gian hoạt động của động cơ scramjet. Ngày 9/5, Tổ chức Nghiên cứu và Phát triển Quốc phòng Ấn Độ thử mặt đất một buồng đốt scramjet toàn kích thước có hệ thống làm mát chủ động. Buồng đốt hoạt động hơn 1.200 giây, tức trên 20 phút.
Ở đây, con số đáng chú ý là phút, không phải Mach. Cuộc đua siêu vượt âm vì thế đang đổi thước đo. Mach vẫn quan trọng, nhưng thời gian duy trì chuyến bay và số tên lửa rời dây chuyền mỗi năm mới cho thấy một công nghệ đã đi được bao xa khỏi phòng thử nghiệm.
