Vào tháng Ba vừa qua, không quân Mỹ đã công bố một thông báo mà nhiều người mong đợi từ lâu, đó là hãng Boeing đã được chọn để sản xuất chiến đấu cơ thế hệ thứ sáu mang tên F-47. Cùng với thông báo này, họ đã phát hành hai hình ảnh do nghệ sĩ đồ họa thực hiện, với hình ảnh cho thấy một phần mặt trước của chiếc máy bay, dự kiến sẽ kết hợp công nghệ tàng hình tiên tiến, khả năng tích hợp cảm biến và khả năng tấn công tầm xa. Trong một thông cáo báo chí đi kèm, không quân cho biết: “Thiết kế linh hoạt và mô-đun của nó đảm bảo sự tích hợp liền mạch với các công nghệ mới nổi, định vị nó như một nền tảng vượt trội cho nhiều thập kỷ tới.”
Tuy nhiên, một số yếu tố thiết kế đã khiến các nhà phân tích hàng không phải sốc, đặc biệt là cặp cánh cố định nhỏ ở đầu máy bay, được gọi là canards. Trong một số cấu hình, canards có thể cải thiện lực nâng, ổn định ngang và kiểm soát độ nghiêng trục dọc. Nhưng chúng cũng có thể tạo ra lực cản và thường làm giảm khả năng tàng hình do phản xạ radar của cánh trước – điều này thật sự không tốt cho một chiếc máy bay dự kiến sẽ trở thành chiếc máy bay tiên tiến nhất thế giới.
Trong khi một số nhà phân tích cố gắng phân tích các đặc điểm có thể nhận thấy trong hình ảnh, như canards, những người khác cho rằng hình ảnh có thể không phản ánh thiết kế sản xuất cuối cùng. Họ cũng cho rằng, những hình ảnh này có thể là một chiến dịch tuyên truyền của Mỹ nhằm đánh lừa tình báo nước ngoài, và việc này không phải là chưa từng xảy ra, bởi không quân đã che giấu hoặc làm sai lệch hình ảnh ban đầu của tất cả trừ một trong số các máy bay tàng hình trước đó.
Trên thực tế, vào giữa tháng Tư, các quan chức không quân đã cho tạp chí Air & Space Forces biết rằng hình ảnh không "phản ánh chính xác chiếc máy bay," nên "cần được xem xét một cách thận trọng," "không tiết lộ gì cả," và "có thể" chỉ "giống" với chiếc máy bay cuối cùng. Được biết, các nghệ sĩ của Boeing đã "cố tình làm sai lệch" các đặc điểm của F-47 và không quân cũng đã thực hiện các chỉnh sửa bổ sung để che giấu các bí mật thiết kế.
Một trong những yếu tố gây ngạc nhiên khác là hình dáng cánh có góc nghiêng lên, được gọi là dihedral. Điều này tạo ra sự ổn định bên ngoài tốt hơn khi xảy ra lăn, nhưng sẽ làm giảm khả năng điều khiển. Trong khi các máy bay dân dụng thường lựa chọn dihedral để ổn định, các máy bay chiến đấu thường sử dụng cánh phẳng hoặc cánh anhedral.
Có lẽ sự kết hợp giữa canards và cánh anhedral giúp ổn định và điều khiển một thân máy bay không đuôi. Việc bỏ đi đuôi giúp giảm trọng lượng và lực cản, rất có lợi cho khả năng tàng hình – nhưng cũng làm cho chiếc máy bay trở nên không ổn định, khó lái và phụ thuộc nhiều vào sự can thiệp từ máy tính điều khiển bay. Mặc dù Mỹ đã chế tạo những chiếc máy bay ném bom tàng hình không đuôi, nhưng các giới hạn về khả năng điều khiển đã khiến họ không khuyến khích thiết kế máy bay chiến đấu không đuôi. Tuy nhiên, công nghệ điều khiển bay đã phát triển, giúp thiết kế này trở nên khả thi hơn, trong khi nhu cầu về khả năng cơ động tối đa có thể đã giảm.
Trên thực tế, hình ảnh của F-47 với cánh dihedral và mũi hình xẻng gây liên tưởng đến một máy bay dự án bí mật do bộ phận Phantom Works của Boeing phát triển vào những năm 1990, có tên là Bird of Prey, vì nó tương tự như một tàu không gian Klingon trong Star Trek. Được thiết kế để đẩy giới hạn công nghệ tàng hình, Bird of Prey không có đuôi đã chứng tỏ đủ ổn định để điều khiển mà không cần trợ giúp của máy tính, và những đổi mới của nó sau đó đã được tích hợp vào nguyên mẫu máy bay drone chiến đấu tàng hình X-45 của Boeing.
Dù có mối liên hệ giữa Boeing với cánh anhedral và lý do ủng hộ canards, cuộc phỏng vấn gần đây của không quân cũng cho rằng những đặc điểm hình ảnh này có thể đã được thiết kế với mục đích đánh lạc hướng - hoặc đã có tỷ lệ bị phóng đại. Thay vào đó, có lẽ hữu ích hơn khi nghĩ đến những công nghệ chắc chắn sẽ xuất hiện trong F-47 nếu nó hoàn thành được phát triển.
Điều này bao gồm động cơ tuabin vòng đời thích ứng thế hệ tiếp theo, trong đó hai thiết kế cạnh tranh từ Pratt & Whitney và General Electric đang được xem xét; chúng có khả năng cách mạng trong việc thay đổi lượng không khí đi qua máy nén của động cơ trong chuyến bay. Thông thường, tỷ lệ không khí đi qua máy nén của tuabin vòng đời cao giúp tối đa hóa hiệu suất nhiên liệu, trong khi tỷ lệ thấp nâng cao hiệu suất ở tốc độ cao. Các máy bay chiến đấu hiện đại thường chọn phương án thứ hai, mặc dù có thể hy sinh những lợi ích của phương án đầu tiên.
Tuy nhiên, với động cơ vòng đời thích ứng, người ta có thể "có bánh và ăn bánh". Một chiếc F-47 có thể sử dụng chế độ vòng đời cao để di chuyển hiệu quả trong không gian chiến đấu và chỉ lẫn lút, sau đó chuyển sang chế độ vòng đời thấp khi một tình huống chiến đấu đòi hỏi hiệu suất tối đa, bao gồm tốc độ Mach 2+ (gấp đôi tốc độ âm thanh).
Hiệu suất nhiên liệu là yếu tố rất quan trọng để thực hiện khái niệm F-47 như một máy bay chiến đấu tàng hình tầm xa, phù hợp hơn để vượt qua những khoảng cách dài ở khu vực Thái Bình Dương và xâm nhập sâu vào không phận thù địch để chiến đấu với máy bay đối phương hoặc hộ tống các máy bay đồng minh, so với F-22 hoặc F-35. Điều này cũng làm cho việc đặt F-47 cách xa hơn một khoảng an toàn trước nhiều tên lửa đạn đạo tầm ngắn của Trung Quốc trở nên khả thi.
Động cơ của F-47 cũng sẽ được thiết kế để tạo ra nhiều điện năng hơn trong khi bù đắp cho nhiệt độ phát sinh, có thể bằng cách điều hướng luồng không khí để làm mát bên trong. Điều này sẽ cho phép sử dụng radar mạnh hơn và bộ xử lý máy tính có khả năng cải thiện khả năng phát hiện mục tiêu ở khoảng cách xa hoặc với diện tích phản xạ radar rất nhỏ.
Đáng chú ý, các hình ảnh không hề hé lộ dấu hiệu nào của ống hút động cơ F-47, mà phải được sculpted khéo léo để ngăn chặn radar phản xạ từ các cánh quạt bên trong.
Trừ khi Trung Quốc sản xuất máy bay chiến đấu thế hệ thứ sáu đầu tiên, F-47 có thể sẽ trở thành máy bay chiến đấu đầu tiên được thiết kế từ đầu để điều khiển các drone buddy sử dụng động cơ phản lực có tên Loyal Wingmen. Thực tế, phần cứng điều khiển drone có thể được đóng gói trong một pod bên ngoài có thể thích ứng với các máy bay cũ hơn, nhưng hệ thống của F-47 sẽ có hình dáng tương thích với thiết kế tàng hình, và máy tính kiến trúc mở của nó sẽ hỗ trợ hiệu quả hơn cho khả năng điều khiển drone.
Vì F-47 có thể phải đối mặt với nhiều tình huống chiến đấu mà số lượng hoàn toàn lép vế, và chỉ có thể mang theo một số tên lửa nhất định bên trong, drone sẽ cho phép mỗi chiếc F-47 mang thêm quân cờ trên bàn cờ không chiến. So với "nữ hoàng" F-47 nhanh chóng và giá trị hơn, các drone có chi phí thấp hơn dưới sự điều khiển của nó có thể đóng vai trò như những quân tốt hoặc quân xe, cung cấp thêm những cú bắn tên lửa, thu hút sự tấn công của đối phương và quét hoặc gây nhiễu từ nhiều góc độ khác nhau.
Hiện tại, không quân đang đánh giá các drone đối thủ YFQ-42 và YFQ-44 của General Atomics để phục vụ làm mang tên lửa, trong khi một phiên bản Loyal Wingman tốn kém hơn cũng đang được yêu cầu.
Mặc dù vẫn còn ít sự chắc chắn về hình dáng thiết kế thực thụ của F-47, chúng ta đã có một cái nhìn khá rõ về việc không quân muốn chiếc máy bay này làm gì và cách mà nó dự định thực hiện điều đó. Hiện tại, Boeing và Lầu Năm Góc đang phải đối mặt với những thách thức lớn trong việc hoàn thiện phát triển chiếc máy bay bí ẩn này, điều này sẽ dẫn đến việc công bố thực sự. Cho đến khi đó, chúng ta cần chấp nhận rằng không quân sẽ không ngại việc củng cố công chúng bằng những hình ảnh không hoàn toàn trung thực về chiếc máy bay bí ẩn của mình.
Nguồn tham khảo: https://www.popularmechanics.com/military/aviation/a64794264/boeing-f47-fighter-jet-design-analysis/
Tuy nhiên, một số yếu tố thiết kế đã khiến các nhà phân tích hàng không phải sốc, đặc biệt là cặp cánh cố định nhỏ ở đầu máy bay, được gọi là canards. Trong một số cấu hình, canards có thể cải thiện lực nâng, ổn định ngang và kiểm soát độ nghiêng trục dọc. Nhưng chúng cũng có thể tạo ra lực cản và thường làm giảm khả năng tàng hình do phản xạ radar của cánh trước – điều này thật sự không tốt cho một chiếc máy bay dự kiến sẽ trở thành chiếc máy bay tiên tiến nhất thế giới.
Trong khi một số nhà phân tích cố gắng phân tích các đặc điểm có thể nhận thấy trong hình ảnh, như canards, những người khác cho rằng hình ảnh có thể không phản ánh thiết kế sản xuất cuối cùng. Họ cũng cho rằng, những hình ảnh này có thể là một chiến dịch tuyên truyền của Mỹ nhằm đánh lừa tình báo nước ngoài, và việc này không phải là chưa từng xảy ra, bởi không quân đã che giấu hoặc làm sai lệch hình ảnh ban đầu của tất cả trừ một trong số các máy bay tàng hình trước đó.
Trên thực tế, vào giữa tháng Tư, các quan chức không quân đã cho tạp chí Air & Space Forces biết rằng hình ảnh không "phản ánh chính xác chiếc máy bay," nên "cần được xem xét một cách thận trọng," "không tiết lộ gì cả," và "có thể" chỉ "giống" với chiếc máy bay cuối cùng. Được biết, các nghệ sĩ của Boeing đã "cố tình làm sai lệch" các đặc điểm của F-47 và không quân cũng đã thực hiện các chỉnh sửa bổ sung để che giấu các bí mật thiết kế.
Một trong những yếu tố gây ngạc nhiên khác là hình dáng cánh có góc nghiêng lên, được gọi là dihedral. Điều này tạo ra sự ổn định bên ngoài tốt hơn khi xảy ra lăn, nhưng sẽ làm giảm khả năng điều khiển. Trong khi các máy bay dân dụng thường lựa chọn dihedral để ổn định, các máy bay chiến đấu thường sử dụng cánh phẳng hoặc cánh anhedral.
Có lẽ sự kết hợp giữa canards và cánh anhedral giúp ổn định và điều khiển một thân máy bay không đuôi. Việc bỏ đi đuôi giúp giảm trọng lượng và lực cản, rất có lợi cho khả năng tàng hình – nhưng cũng làm cho chiếc máy bay trở nên không ổn định, khó lái và phụ thuộc nhiều vào sự can thiệp từ máy tính điều khiển bay. Mặc dù Mỹ đã chế tạo những chiếc máy bay ném bom tàng hình không đuôi, nhưng các giới hạn về khả năng điều khiển đã khiến họ không khuyến khích thiết kế máy bay chiến đấu không đuôi. Tuy nhiên, công nghệ điều khiển bay đã phát triển, giúp thiết kế này trở nên khả thi hơn, trong khi nhu cầu về khả năng cơ động tối đa có thể đã giảm.
Trên thực tế, hình ảnh của F-47 với cánh dihedral và mũi hình xẻng gây liên tưởng đến một máy bay dự án bí mật do bộ phận Phantom Works của Boeing phát triển vào những năm 1990, có tên là Bird of Prey, vì nó tương tự như một tàu không gian Klingon trong Star Trek. Được thiết kế để đẩy giới hạn công nghệ tàng hình, Bird of Prey không có đuôi đã chứng tỏ đủ ổn định để điều khiển mà không cần trợ giúp của máy tính, và những đổi mới của nó sau đó đã được tích hợp vào nguyên mẫu máy bay drone chiến đấu tàng hình X-45 của Boeing.
Dù có mối liên hệ giữa Boeing với cánh anhedral và lý do ủng hộ canards, cuộc phỏng vấn gần đây của không quân cũng cho rằng những đặc điểm hình ảnh này có thể đã được thiết kế với mục đích đánh lạc hướng - hoặc đã có tỷ lệ bị phóng đại. Thay vào đó, có lẽ hữu ích hơn khi nghĩ đến những công nghệ chắc chắn sẽ xuất hiện trong F-47 nếu nó hoàn thành được phát triển.
Điều này bao gồm động cơ tuabin vòng đời thích ứng thế hệ tiếp theo, trong đó hai thiết kế cạnh tranh từ Pratt & Whitney và General Electric đang được xem xét; chúng có khả năng cách mạng trong việc thay đổi lượng không khí đi qua máy nén của động cơ trong chuyến bay. Thông thường, tỷ lệ không khí đi qua máy nén của tuabin vòng đời cao giúp tối đa hóa hiệu suất nhiên liệu, trong khi tỷ lệ thấp nâng cao hiệu suất ở tốc độ cao. Các máy bay chiến đấu hiện đại thường chọn phương án thứ hai, mặc dù có thể hy sinh những lợi ích của phương án đầu tiên.
Tuy nhiên, với động cơ vòng đời thích ứng, người ta có thể "có bánh và ăn bánh". Một chiếc F-47 có thể sử dụng chế độ vòng đời cao để di chuyển hiệu quả trong không gian chiến đấu và chỉ lẫn lút, sau đó chuyển sang chế độ vòng đời thấp khi một tình huống chiến đấu đòi hỏi hiệu suất tối đa, bao gồm tốc độ Mach 2+ (gấp đôi tốc độ âm thanh).
Hiệu suất nhiên liệu là yếu tố rất quan trọng để thực hiện khái niệm F-47 như một máy bay chiến đấu tàng hình tầm xa, phù hợp hơn để vượt qua những khoảng cách dài ở khu vực Thái Bình Dương và xâm nhập sâu vào không phận thù địch để chiến đấu với máy bay đối phương hoặc hộ tống các máy bay đồng minh, so với F-22 hoặc F-35. Điều này cũng làm cho việc đặt F-47 cách xa hơn một khoảng an toàn trước nhiều tên lửa đạn đạo tầm ngắn của Trung Quốc trở nên khả thi.
Động cơ của F-47 cũng sẽ được thiết kế để tạo ra nhiều điện năng hơn trong khi bù đắp cho nhiệt độ phát sinh, có thể bằng cách điều hướng luồng không khí để làm mát bên trong. Điều này sẽ cho phép sử dụng radar mạnh hơn và bộ xử lý máy tính có khả năng cải thiện khả năng phát hiện mục tiêu ở khoảng cách xa hoặc với diện tích phản xạ radar rất nhỏ.
Đáng chú ý, các hình ảnh không hề hé lộ dấu hiệu nào của ống hút động cơ F-47, mà phải được sculpted khéo léo để ngăn chặn radar phản xạ từ các cánh quạt bên trong.
Trừ khi Trung Quốc sản xuất máy bay chiến đấu thế hệ thứ sáu đầu tiên, F-47 có thể sẽ trở thành máy bay chiến đấu đầu tiên được thiết kế từ đầu để điều khiển các drone buddy sử dụng động cơ phản lực có tên Loyal Wingmen. Thực tế, phần cứng điều khiển drone có thể được đóng gói trong một pod bên ngoài có thể thích ứng với các máy bay cũ hơn, nhưng hệ thống của F-47 sẽ có hình dáng tương thích với thiết kế tàng hình, và máy tính kiến trúc mở của nó sẽ hỗ trợ hiệu quả hơn cho khả năng điều khiển drone.
Vì F-47 có thể phải đối mặt với nhiều tình huống chiến đấu mà số lượng hoàn toàn lép vế, và chỉ có thể mang theo một số tên lửa nhất định bên trong, drone sẽ cho phép mỗi chiếc F-47 mang thêm quân cờ trên bàn cờ không chiến. So với "nữ hoàng" F-47 nhanh chóng và giá trị hơn, các drone có chi phí thấp hơn dưới sự điều khiển của nó có thể đóng vai trò như những quân tốt hoặc quân xe, cung cấp thêm những cú bắn tên lửa, thu hút sự tấn công của đối phương và quét hoặc gây nhiễu từ nhiều góc độ khác nhau.
Hiện tại, không quân đang đánh giá các drone đối thủ YFQ-42 và YFQ-44 của General Atomics để phục vụ làm mang tên lửa, trong khi một phiên bản Loyal Wingman tốn kém hơn cũng đang được yêu cầu.
Mặc dù vẫn còn ít sự chắc chắn về hình dáng thiết kế thực thụ của F-47, chúng ta đã có một cái nhìn khá rõ về việc không quân muốn chiếc máy bay này làm gì và cách mà nó dự định thực hiện điều đó. Hiện tại, Boeing và Lầu Năm Góc đang phải đối mặt với những thách thức lớn trong việc hoàn thiện phát triển chiếc máy bay bí ẩn này, điều này sẽ dẫn đến việc công bố thực sự. Cho đến khi đó, chúng ta cần chấp nhận rằng không quân sẽ không ngại việc củng cố công chúng bằng những hình ảnh không hoàn toàn trung thực về chiếc máy bay bí ẩn của mình.
Nguồn tham khảo: https://www.popularmechanics.com/military/aviation/a64794264/boeing-f47-fighter-jet-design-analysis/
