Vì sao không nên đánh đồng phương tiện lướt với tên lửa hành trình siêu vượt âm?
Cùng bay từ Mach 5 trở lên và đều có thể cơ động. Nhưng vũ khí lướt siêu vượt âm và tên lửa hành trình siêu vượt âm vận hành theo hai nguyên lý khác nhau. Một loại được tên lửa đẩy tăng tốc rồi tự lướt tới mục tiêu, loại kia tiếp tục tạo lực đẩy bằng động cơ hút khí. Chính khác biệt này kéo theo đường bay, tầm hoạt động và cách đối phương phải đánh chặn.
“Siêu vượt âm” thường chỉ phương tiện bay từ Mach 5 (6.125km/h) trở lên. Tuy nhiên, tên lửa đạn đạo thông thường cũng có thể vượt ngưỡng này trong một phần hành trình.
Cơ quan Nghiên cứu Quốc hội Mỹ (CRS) chia vũ khí siêu vượt âm hiện đại thành hai loại chính. Loại thứ nhất là phương tiện lướt siêu vượt âm (Hypersonic Glide Vehicle), được tên lửa đẩy đưa lên tốc độ rất cao rồi tách ra để tự lướt tới mục tiêu. Loại thứ hai là tên lửa hành trình siêu vượt âm (Hypersonic Cruise Missile), sau khi được tăng tốc ban đầu vẫn tiếp tục bay bằng động cơ hút không khí. DF-17 của Trung Quốc là ví dụ cho cách dùng phương tiện lướt, còn HACM của Mỹ đi theo hướng tên lửa hành trình.
Khác nhau ở động cơ và cách bay
Cả phương tiện lướt siêu vượt âm và tên lửa hành trình siêu vượt âm đều cần tên lửa đẩy tăng tốc ở giai đoạn đầu. Sau đó, cách bay của hai loại mới khác nhau.
Với phương tiện lướt siêu vượt âm, tầng đẩy đưa phương tiện lên đủ nhanh và đủ cao rồi tách ra. Từ đây, nó không còn động cơ chính mà tự lướt trong khí quyển, đồng thời vẫn có thể đổi hướng và điều chỉnh độ cao. Mỗi lần cơ động, phương tiện lướt siêu vượt âm lại mất thêm năng lượng nên tốc độ sẽ giảm dần. DF-17 của Trung Quốc hoạt động theo nguyên lí này. Lầu Năm Góc xếp DF-17 vào nhóm tên lửa đạn đạo tầm trung, với tầm khoảng 1.500 - 2.000 km. Tên lửa có nhiệm vụ tăng tốc và đưa phương tiện lướt tới vị trí cần thiết trước khi tách ra.
Tên lửa hành trình siêu vượt âm hoạt động theo cách khác. Sau khi tầng đẩy đưa tên lửa lên đủ nhanh, động cơ scramjet tiếp quản. Loại động cơ này không dùng cánh máy nén như động cơ phản lực thông thường mà tận dụng chính tốc độ bay để nén không khí, trộn với nhiên liệu rồi đốt cháy. Vì scramjet chỉ hoạt động khi phương tiện đã đạt tốc độ rất cao, tên lửa vẫn cần tầng đẩy ở giai đoạn đầu. Sau khi tầng này tách ra, động cơ tiếp tục tạo lực đẩy để duy trì chuyến bay.
X-51A Waverider của Mỹ từng thử nghiệm thành công nguyên lí này. Trong chuyến bay cuối năm 2013, phương tiện đạt Mach 5,1 và duy trì 210 giây bay siêu vượt âm bằng động cơ scramjet. X-51A chỉ là mẫu thử công nghệ, không phải vũ khí được đưa vào tác chiến. HACM của Không quân Mỹ cũng đi theo hướng này. Năm 2022, Raytheon nhận hợp đồng trị giá 985,3 triệu USD để phát triển mẫu tên lửa hành trình siêu vượt âm phóng từ máy bay, sử dụng động cơ scramjet.
Khác biệt giữa hai loại vì thế nằm ở cách chúng duy trì tốc độ sau giai đoạn phóng. Phương tiện lướt siêu vượt âm được tăng tốc mạnh rồi tự lướt tới mục tiêu, còn tên lửa hành trình siêu vượt âm sau khi tăng tốc ban đầu vẫn tiếp tục dùng động cơ để tạo lực đẩy trong hành trình.
Khác nhau ở độ cao và tầm bay
Khác cách tạo lực đẩy nên hai loại cũng có đường bay khác nhau. Phương tiện lướt siêu vượt âm thường được tên lửa đẩy đưa lên cao rồi mới tách ra để bắt đầu lướt. Văn phòng Ngân sách Quốc hội Mỹ (CBO) từng mô phỏng một loại tầm trung có thể lên cao hơn 100 km trước khi hạ xuống và dành phần lớn quãng lướt ở độ cao khoảng 30 - 40 km. Đây chỉ là mô hình minh họa, không phải mức cố định cho mọi hệ thống.
Ở tầng khí quyển loãng, lực cản nhỏ hơn nhưng thân phương tiện vẫn chịu nhiệt rất lớn. Do không còn động cơ chính, mỗi lần đổi hướng nó lại mất thêm năng lượng. Vì vậy, tầm bay phụ thuộc khá nhiều vào tốc độ mà tên lửa đẩy tạo ra lúc đầu.
Tên lửa hành trình siêu vượt âm thì phải bay trong lớp không khí đủ dày để động cơ lấy oxy. X-51A của Mỹ từng đạt độ cao khoảng 18 km trong chuyến bay cuối. Những thiết kế khác có thể bay cao hơn, nhưng nguyên tắc chung vẫn là động cơ cần không khí để tiếp tục hoạt động.
Phương tiện lướt có thể đạt tầm xa nhờ sử dụng tên lửa đẩy lớn. Dark Eagle của Lục quân Mỹ được công bố có tầm hơn 2.775 km, còn Avangard của Nga được phóng bằng tên lửa đạn đạo liên lục địa. Tên lửa hành trình siêu vượt âm lại phải mang theo cả động cơ và nhiên liệu, nên một phần khối lượng và không gian dành cho hệ thống đẩy. Bù lại, loại này có thể nhỏ gọn hơn và thuận lợi hơn khi tích hợp lên máy bay.
CRS từng dẫn lời quan chức Không quân Mỹ cho rằng B-52 có thể mang nhiều HACM hơn các vũ khí lướt siêu vượt âm cỡ lớn. Tuy nhiên, đây mới là khả năng dự kiến, chưa phải cấu hình tác chiến đã được chứng minh trong biên chế.
Loại đầu đạn cũng không quyết định một vũ khí thuộc nhóm nào. Avangard có thể mang đầu đạn hạt nhân, trong khi phần lớn chương trình siêu vượt âm của Mỹ hướng tới đầu đạn thường và vì thế đòi hỏi độ chính xác cao hơn.
Không thể nói phương tiện lướt luôn bay xa hơn tên lửa hành trình siêu vượt âm. Tầm hoạt động còn phụ thuộc thiết kế cụ thể. Phương tiện lướt có lợi thế khi kết hợp với tên lửa đẩy lớn, còn tên lửa hành trình có thể thuận lợi hơn nếu cần một vũ khí nhỏ gọn để máy bay mang theo.
Loại nào khiến phòng thủ tên lửa đau đầu hơn?
Cả hai loại đều khiến bên phòng thủ có ít thời gian phản ứng hơn, nhưng nguyên nhân không giống nhau. Phương tiện lướt siêu vượt âm bay thấp hơn quỹ đạo của tên lửa đạn đạo thông thường và có thể đổi hướng trong lúc lướt. Do radar mặt đất bị giới hạn bởi độ cong Trái Đất, mục tiêu có thể chỉ xuất hiện khi đã tiến khá gần. Nếu phương tiện tiếp tục cơ động, hệ thống phòng thủ phải liên tục tính lại đường bay để tìm điểm đánh chặn.
Mỹ đang phát triển GPI, loại tên lửa được thiết kế để tiêu diệt phương tiện lướt ngay trong giai đoạn này. Chương trình có sự hợp tác của Nhật Bản, còn hợp đồng dành cho Northrop Grumman hiện có tổng giá trị khoảng 1,31 tỉ USD.
Tên lửa hành trình siêu vượt âm cũng rất khó đánh chặn vì thường bay thấp và tương đối phẳng, khiến radar phát hiện muộn. Động cơ giúp tên lửa giữ tốc độ trong hành trình, nhưng lại phải hoạt động ổn định giữa luồng khí siêu âm, nhiệt độ cao và lực cản lớn.
Dù vậy, không loại vũ khí nào là “bất khả xâm phạm”. Phương tiện lướt mất dần năng lượng mỗi khi đổi hướng, còn tên lửa hành trình phụ thuộc vào hệ thống động cơ phức tạp. Cả hai đều phải giải quyết những vấn đề khó về vật liệu chịu nhiệt, dẫn đường và quản lí năng lượng. CBO xem kiểm soát nhiệt là một trong những thách thức lớn nhất của công nghệ siêu vượt âm.
Vụ Patriot bắn hạ Kinzhal của Nga tại Ukraine tháng 5/2023 cho thấy tốc độ cao không đồng nghĩa với không thể đánh chặn. Lầu Năm Góc xác nhận vụ việc, nhưng CRS xếp Kinzhal vào nhóm tên lửa đạn đạo phóng từ máy bay có khả năng cơ động, không phải phương tiện lướt hay tên lửa hành trình siêu vượt âm. Vì vậy, trường hợp này không thể dùng để kết luận hai loại trên dễ bị tiêu diệt.
Điểm quan trọng là “siêu vượt âm” chỉ nói lên một phần đặc tính của vũ khí. Khác biệt thực sự nằm ở đường bay và cách duy trì tốc độ. Phương tiện lướt nhận một cú đẩy rất mạnh rồi tiêu dần năng lượng trong hành trình, còn tên lửa hành trình tiếp tục dùng động cơ để tạo lực đẩy. Chính điều đó dẫn tới khác biệt về độ cao, tầm hoạt động, kích thước, nền tảng phóng và cách đánh chặn. Vì thế, khi so sánh hai loại, câu hỏi quan trọng không phải loại nào nhanh hơn, mà là chúng duy trì tốc độ và cơ động bằng cách nào.
