Vào tháng 3 vừa qua, Không quân Hoa Kỳ đã chính thức công bố thông tin chờ đợi từ lâu về việc chọn Boeing để sản xuất chiếc tiêm kích thế hệ thứ sáu đầy bí ẩn có tên F-47. Cùng với thông báo, họ cũng phát hành hai hình ảnh “thiết kế đồ họa” mờ ảo, được cho là thể hiện một phần hình dáng phía trước của máy bay. Chiếc F-47 dự kiến sẽ kết hợp công nghệ tàng hình thế hệ mới, cảm biến hòa trộn và khả năng tấn công tầm xa. Theo thông cáo báo chí từ Không quân Mỹ, “Thiết kế thích ứng và mô đun của nó đảm bảo tích hợp liền mạch với các công nghệ mới nổi, định vị nó như một nền tảng vượt trội trong nhiều thập kỷ tới.”
Tuy nhiên, một số yếu tố trong thiết kế đã khiến các chuyên gia hàng không bất ngờ, đặc biệt là cặp cánh cố định nhỏ nằm ở mũi máy bay, được gọi là cánh canard. Trong nhiều cấu hình, cánh canard có thể nâng cao lực nâng, ổn định ngang và kiểm soát độ nghiêng theo trục dọc. Nhưng chúng cũng có thể góp phần tạo ra lực cản và thường làm giảm khả năng tàng hình do độ phản xạ radar của cánh trước – điều này thật sự không được ưa chuộng cho một trong những máy bay hiện đại nhất thế giới.
Trong khi một số nhà phân tích tập trung vào các chi tiết có thể nhận diện trong hình ảnh, như cánh canard, những người khác cho rằng những hình ảnh này có thể không phản ánh thiết kế sản xuất cuối cùng. Họ cũng cho rằng các hình render này có thể là chiến dịch tuyên truyền của Mỹ nhằm lừa dối tình báo nước ngoài. Những biện pháp này không phải là điều hiếm thấy, vì Không quân Mỹ đã từng làm mờ hoặc thay đổi hình ảnh ban đầu của hầu hết các máy bay tàng hình trước đó.
Đến giữa tháng 4, các quan chức Không quân đã thông báo với tạp chí Air & Space Forces rằng những hình ảnh này không “phản ánh chính xác máy bay”, nên cần “được xem xét cẩn thận”, “không hé lộ điều gì” và “có thể” chỉ có “hình dáng giống” với máy bay thực tế. Được biết, các nghệ sĩ của Boeing đã “cố tình làm biến dạng” các chi tiết của F-47, và dịch vụ đã thực hiện thêm nhiều thay đổi để che giấu các bí mật thiết kế.
Một trong những thiết kế gây chú ý khác là cánh máy bay với góc nâng lên, được gọi là dihedral. Thiết kế này mang lại độ ổn định cao hơn trong các tình huống lật, nhưng lại khiến khả năng cơ động giảm đi. Trong khi các máy bay dân dụng thường ưu tiên dihedral ổn định, thì máy bay tiêm kích lại thường có cánh phẳng hoặc cánh anhedral.
Có thể việc kết hợp giữa cánh canard và cánh anhedral giúp ổn định và điều khiển một khung thân máy bay không có đuôi. Việc thiết kế không có đuôi giảm trọng lượng và lực cản, điều này rất có lợi cho khả năng tàng hình – nhưng lại khiến máy bay trở nên không ổn định, khó điều khiển và phụ thuộc nhiều vào can thiệp từ máy tính điều khiển bay. Mặc dù Mỹ đã chế tạo các máy bay ném bom tàng hình không có đuôi, nhưng hạn chế trong khả năng cơ động đã khiến các tiêm kích không có đuôi trở nên không khả thi. Tuy nhiên, công nghệ điều khiển bay đã phát triển để khiến thiết kế này trở nên khả thi hơn, trong khi nhu cầu về khả năng cơ động tối đa có thể đã giảm.
Thực tế, thiết kế cánh dihedral và mũi nhọn của F-47 gợi nhớ đến một máy bay dự án bí mật tại Area 51 được phát triển bởi bộ phận Phantom Works của Boeing vào những năm 1990, có tên là Bird of Prey, nhờ vào sự tương đồng với một chiếc 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 sự hỗ trợ từ máy tính, và các cải tiến của nó đã được tích hợp vào nguyên mẫu máy bay không người lái chiến đấu tàng hình X-45 của Boeing.
Mặc dù có thể có nguồn gốc thiết kế cho cánh anhedral của Boeing và những lý do ủng hộ cánh canard, cuộc phỏng vấn mới đây với Không quân đặt ra khả năng rằng những tính năng được thể hiện trong hình ảnh có thể đã được thiết kế với mục đích đánh lạc hướng – hoặc đã bị phóng đại về tỷ lệ từ đầu. Có lẽ, điều thú vị hơn là xem xét các công nghệ chắc chắn sẽ xuất hiện trong F-47 nếu nó hoàn thành phát triển.
Trong số đó có động cơ tuabin vòng kết hợp thế hệ tiếp theo, mà hai thiết kế cạnh tranh đang được Pratt & Whitney và General Electric phát triển; chúng có khả năng cách mạng để thay đổi lượng không khí đi qua máy nén của động cơ trong quá trình bay. Thông thường, tỷ lệ không khí lớn đi qua máy nén của động cơ tuabin giúp tối đa hóa hiệu suất tiêu thụ nhiên liệu, trong khi tỷ lệ thấp lại cải thiện hiệu suất ở tốc độ cao. Những chiếc tiêm kích hiện đại thường chọn lựa phương án sau, mặc dù hi sinh cho lợi ích của phương án trước.
Tuy nhiên, với động cơ vòng kết hợp, bạn có thể vừa tiết kiệm nhiên liệu vừa đạt hiệu suất cao. Một chiếc F-47 có thể sử dụng chế độ bypass cao để di chuyển hiệu quả qua không gian chiến đấu và lẩn tránh, sau đó chuyển sang chế độ bypass thấp khi tình huống chiến đấu yêu cầu hiệu suất tối đa, bao gồm cả tốc độ Mach 2+ (gấp đôi tốc độ âm thanh).
Sự hiệu quả trong tiêu thụ nhiên liệu đặc biệt quan trọng để thực hiện khái niệm của F-47 như một tiêm kích tàng hình tầm xa hơn, phù hợp hơn với việc vượt qua những khoảng cách lớn của chiến trường Thái Bình Dương và thâm nhập sâu vào không phận thù địch để chiến đấu với máy bay kẻ địch hoặc hộ tống đồng minh, so với F-22 hay F-35. Nó cũng đảm bảo rằng F-47 có thể được triển khai an toàn cách xa nhiều tên lửa đạn đạo tầm ngắn của Trung Quốc.
Động cơ của F-47 cũng sẽ được thiết kế để tạo ra nhiều điện năng hơn trong khi bù đắp cho nhiệt sinh ra, có thể thông qua việc chuyển hướng dòng không khí để làm mát nội bộ. Điều này sẽ giúp cung cấp radar và bộ xử lý máy tính mạnh mẽ hơn, cải thiện khả năng phát hiện mục tiêu ở khoảng cách xa, hoặc với diện tích mặt cắt radar rất nhỏ.
Đáng chú ý, những hình ảnh không cho thấy bất kỳ dấu hiệu nào về cửa hút động cơ của F-47, điều này rất cần được thiết kế khéo léo để ngăn chặn radar phản xạ từ các lá quạt bên trong.
Trừ khi Trung Quốc cho ra mắt tiêm kích thế hệ thứ sáu của mình trước, F-47 có thể sẽ trở thành tiêm kích đầu tiên được thiết kế từ đầu để điều khiển các máy bay không người lái mang vũ khí được gọi là Loyal Wingmen. Thú vị là, phần cứng điều khiển drone có thể được đóng gói vào một pod bên ngoài thích ứng với các máy bay cũ hơn, nhưng hệ thống của F-47 sẽ có tính năng tàng hình và máy tính kiến trúc mở của nó sẽ hỗ trợ khả năng điều khiển drone hiệu quả hơn.
Do F-47 có thể bị áp đảo về số lượng trong nhiều tình huống chiến đấu, và chỉ có thể mang một số tên lửa nhất định bên trong, các drone sẽ cho phép mỗi chiếc F-47 thêm nhiều “quân cờ” vào cuộc chiến trên không. So với F-47 “nữ hoàng” nhanh hơn và giá trị hơn, các drone có chi phí thấp hơn có thể đóng vai trò như quân tốt hoặc quân mã, cung cấp thêm lượt bắn tên lửa, thu hút sự tấn công của kẻ thù và quét hoặc nhiễu từ nhiều góc độ khác nhau.
Hiện tại, Không quân đang đánh giá các drone đối kháng General Atomics YFQ-42 và Anduril YFQ-44 để đóng vai trò là các máy bay mang tên lửa, trong khi một mẫu Loyal Wingman Increment 2 đắt hơn cũng đang được tìm kiếm.
Mặc dù vẫn còn ít sự chắc chắn về hình dạng thiết kế thực sự của F-47, chúng ta đã có một ý tưởng khá rõ ràng về những gì Không quân mong muốn từ chiếc máy bay này và cách mà nó có thể thực hiện được. Hiện tại, Boeing và Lầu Năm Góc đang đối mặt với những thách thức lớn trong việc hoàn tất phát triển chiếc tiêm kích bí ẩn này, điều sẽ dẫn đến một sự ra mắt thực sự. Cho đến lúc đó, chúng ta phải chấp nhận rằng Không quân không ngần ngại trong việc thu hút sự quan tâm của công chúng bằng những hình ảnh không hoàn toàn trung thực về máy bay bí mật của mình.
Nguồn tham khảo: https://www.popularmechanics.com/military/aviation/a64794264/boeing-f47-fighter-jet-design-analysis/
Tuy nhiên, một số yếu tố trong thiết kế đã khiến các chuyên gia hàng không bất ngờ, đặc biệt là cặp cánh cố định nhỏ nằm ở mũi máy bay, được gọi là cánh canard. Trong nhiều cấu hình, cánh canard có thể nâng cao lực nâng, ổn định ngang và kiểm soát độ nghiêng theo trục dọc. Nhưng chúng cũng có thể góp phần tạo ra lực cản và thường làm giảm khả năng tàng hình do độ phản xạ radar của cánh trước – điều này thật sự không được ưa chuộng cho một trong những máy bay hiện đại nhất thế giới.
Trong khi một số nhà phân tích tập trung vào các chi tiết có thể nhận diện trong hình ảnh, như cánh canard, những người khác cho rằng những hình ảnh này có thể không phản ánh thiết kế sản xuất cuối cùng. Họ cũng cho rằng các hình render này có thể là chiến dịch tuyên truyền của Mỹ nhằm lừa dối tình báo nước ngoài. Những biện pháp này không phải là điều hiếm thấy, vì Không quân Mỹ đã từng làm mờ hoặc thay đổi hình ảnh ban đầu của hầu hết các máy bay tàng hình trước đó.
Đến giữa tháng 4, các quan chức Không quân đã thông báo với tạp chí Air & Space Forces rằng những hình ảnh này không “phản ánh chính xác máy bay”, nên cần “được xem xét cẩn thận”, “không hé lộ điều gì” và “có thể” chỉ có “hình dáng giống” với máy bay thực tế. Được biết, các nghệ sĩ của Boeing đã “cố tình làm biến dạng” các chi tiết của F-47, và dịch vụ đã thực hiện thêm nhiều thay đổi để che giấu các bí mật thiết kế.
Một trong những thiết kế gây chú ý khác là cánh máy bay với góc nâng lên, được gọi là dihedral. Thiết kế này mang lại độ ổn định cao hơn trong các tình huống lật, nhưng lại khiến khả năng cơ động giảm đi. Trong khi các máy bay dân dụng thường ưu tiên dihedral ổn định, thì máy bay tiêm kích lại thường có cánh phẳng hoặc cánh anhedral.
Có thể việc kết hợp giữa cánh canard và cánh anhedral giúp ổn định và điều khiển một khung thân máy bay không có đuôi. Việc thiết kế không có đuôi giảm trọng lượng và lực cản, điều này rất có lợi cho khả năng tàng hình – nhưng lại khiến máy bay trở nên không ổn định, khó điều khiển và phụ thuộc nhiều vào can thiệp từ máy tính điều khiển bay. Mặc dù Mỹ đã chế tạo các máy bay ném bom tàng hình không có đuôi, nhưng hạn chế trong khả năng cơ động đã khiến các tiêm kích không có đuôi trở nên không khả thi. Tuy nhiên, công nghệ điều khiển bay đã phát triển để khiến thiết kế này trở nên khả thi hơn, trong khi nhu cầu về khả năng cơ động tối đa có thể đã giảm.
Thực tế, thiết kế cánh dihedral và mũi nhọn của F-47 gợi nhớ đến một máy bay dự án bí mật tại Area 51 được phát triển bởi bộ phận Phantom Works của Boeing vào những năm 1990, có tên là Bird of Prey, nhờ vào sự tương đồng với một chiếc 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 sự hỗ trợ từ máy tính, và các cải tiến của nó đã được tích hợp vào nguyên mẫu máy bay không người lái chiến đấu tàng hình X-45 của Boeing.
Mặc dù có thể có nguồn gốc thiết kế cho cánh anhedral của Boeing và những lý do ủng hộ cánh canard, cuộc phỏng vấn mới đây với Không quân đặt ra khả năng rằng những tính năng được thể hiện trong hình ảnh có thể đã được thiết kế với mục đích đánh lạc hướng – hoặc đã bị phóng đại về tỷ lệ từ đầu. Có lẽ, điều thú vị hơn là xem xét các công nghệ chắc chắn sẽ xuất hiện trong F-47 nếu nó hoàn thành phát triển.
Trong số đó có động cơ tuabin vòng kết hợp thế hệ tiếp theo, mà hai thiết kế cạnh tranh đang được Pratt & Whitney và General Electric phát triển; chúng có khả năng cách mạng để thay đổi lượng không khí đi qua máy nén của động cơ trong quá trình bay. Thông thường, tỷ lệ không khí lớn đi qua máy nén của động cơ tuabin giúp tối đa hóa hiệu suất tiêu thụ nhiên liệu, trong khi tỷ lệ thấp lại cải thiện hiệu suất ở tốc độ cao. Những chiếc tiêm kích hiện đại thường chọn lựa phương án sau, mặc dù hi sinh cho lợi ích của phương án trước.
Tuy nhiên, với động cơ vòng kết hợp, bạn có thể vừa tiết kiệm nhiên liệu vừa đạt hiệu suất cao. Một chiếc F-47 có thể sử dụng chế độ bypass cao để di chuyển hiệu quả qua không gian chiến đấu và lẩn tránh, sau đó chuyển sang chế độ bypass thấp khi tình huống chiến đấu yêu cầu hiệu suất tối đa, bao gồm cả tốc độ Mach 2+ (gấp đôi tốc độ âm thanh).
Sự hiệu quả trong tiêu thụ nhiên liệu đặc biệt quan trọng để thực hiện khái niệm của F-47 như một tiêm kích tàng hình tầm xa hơn, phù hợp hơn với việc vượt qua những khoảng cách lớn của chiến trường Thái Bình Dương và thâm nhập sâu vào không phận thù địch để chiến đấu với máy bay kẻ địch hoặc hộ tống đồng minh, so với F-22 hay F-35. Nó cũng đảm bảo rằng F-47 có thể được triển khai an toàn cách xa nhiều tên lửa đạn đạo tầm ngắn của Trung Quốc.
Động cơ của F-47 cũng sẽ được thiết kế để tạo ra nhiều điện năng hơn trong khi bù đắp cho nhiệt sinh ra, có thể thông qua việc chuyển hướng dòng không khí để làm mát nội bộ. Điều này sẽ giúp cung cấp radar và bộ xử lý máy tính mạnh mẽ hơn, cải thiện khả năng phát hiện mục tiêu ở khoảng cách xa, hoặc với diện tích mặt cắt radar rất nhỏ.
Đáng chú ý, những hình ảnh không cho thấy bất kỳ dấu hiệu nào về cửa hút động cơ của F-47, điều này rất cần được thiết kế khéo léo để ngăn chặn radar phản xạ từ các lá quạt bên trong.
Trừ khi Trung Quốc cho ra mắt tiêm kích thế hệ thứ sáu của mình trước, F-47 có thể sẽ trở thành tiêm kích đầu tiên được thiết kế từ đầu để điều khiển các máy bay không người lái mang vũ khí được gọi là Loyal Wingmen. Thú vị là, phần cứng điều khiển drone có thể được đóng gói vào một pod bên ngoài thích ứng với các máy bay cũ hơn, nhưng hệ thống của F-47 sẽ có tính năng tàng hình và máy tính kiến trúc mở của nó sẽ hỗ trợ khả năng điều khiển drone hiệu quả hơn.
Do F-47 có thể bị áp đảo về số lượng trong nhiều tình huống chiến đấu, và chỉ có thể mang một số tên lửa nhất định bên trong, các drone sẽ cho phép mỗi chiếc F-47 thêm nhiều “quân cờ” vào cuộc chiến trên không. So với F-47 “nữ hoàng” nhanh hơn và giá trị hơn, các drone có chi phí thấp hơn có thể đóng vai trò như quân tốt hoặc quân mã, cung cấp thêm lượt bắn tên lửa, thu hút sự tấn công của kẻ thù và quét hoặc nhiễu từ nhiều góc độ khác nhau.
Hiện tại, Không quân đang đánh giá các drone đối kháng General Atomics YFQ-42 và Anduril YFQ-44 để đóng vai trò là các máy bay mang tên lửa, trong khi một mẫu Loyal Wingman Increment 2 đắt hơn cũng đang được tìm kiếm.
Mặc dù vẫn còn ít sự chắc chắn về hình dạng thiết kế thực sự của F-47, chúng ta đã có một ý tưởng khá rõ ràng về những gì Không quân mong muốn từ chiếc máy bay này và cách mà nó có thể thực hiện được. Hiện tại, Boeing và Lầu Năm Góc đang đối mặt với những thách thức lớn trong việc hoàn tất phát triển chiếc tiêm kích bí ẩn này, điều sẽ dẫn đến một sự ra mắt thực sự. Cho đến lúc đó, chúng ta phải chấp nhận rằng Không quân không ngần ngại trong việc thu hút sự quan tâm của công chúng bằng những hình ảnh không hoàn toàn trung thực về máy bay bí mật của mình.
Nguồn tham khảo: https://www.popularmechanics.com/military/aviation/a64794264/boeing-f47-fighter-jet-design-analysis/
