Vào tháng Ba vừa qua, khi Không quân Hoa Kỳ thông báo một tin mà nhiều người đã chờ đợi - hãng Boeing đã được chọn để sản xuất máy bay chiến đấu thế hệ thứ sáu bí mật mang tên F-47, họ cũng đã công bố hai hình ảnh vẽ nghệ thuật mờ ảo nhằm mô tả một phần thiết kế của máy bay này. Chiếc F-47 hứa hẹn sẽ kết hợp công nghệ tàng hình thế hệ tiếp theo, khả năng tổng hợp cảm biến và khả năng tấn công tầm xa. Không quân Mỹ lý giải rằng tính linh hoạt và thiết kế mô-đun của nó sẽ đảm bảo tính tích hợp mượt mà với các công nghệ mới nổi, giúp nó trở thành một nền tảng chiến đấu vượt trội trong nhiều thập kỷ tới.
Tuy nhiên, một số yếu tố thiết kế trong hình ảnh khiến các nhà phân tích hàng không phải giật mình, đặc biệt là cặp cánh nhỏ cố định ở phía mũi, hay còn gọi là cánh canards. Trong một số cấu hình, cánh canards có thể cải thiện lực nâng, ổn định ngang và kiểm soát góc nghiêng dọc. Nhưng chúng cũng có thể tạo ra lực cản và thường làm giảm khả năng tàng hình do độ phản xạ radar của cánh trước - điều này hoàn toàn không phù hợp với những gì được kỳ vọng sẽ trở thành máy bay chiến đấu tiên tiến nhất thế giới.
Trong khi một số nhà phân tích phân tích kỹ lưỡng các đặc điểm nhận diện được trong hình ảnh, như cánh canards, những người khác lại cho rằng các hình ảnh này có thể không phản ánh thiết kế sản xuất cuối cùng. Có ý kiến cho rằng những hình ảnh này có thể là một phần trong chiến dịch tuyên truyền của Mỹ nhằm đánh lạc hướng tình báo nước ngoài. Thực tế, vào giữa tháng Tư, giới chức Không quân đã cho biết các hình ảnh này không "phản ánh chính xác máy bay", và cần phải "được tiếp cận với sự hoài nghi lớn" vì "không tiết lộ gì cả", và "có thể" chỉ "giống" với máy bay cuối cùng. Được biết, các nghệ sĩ của Boeing đã "cố tình biến đổi" các đặc điểm của F-47, trong khi lực lượng này đã thực hiện thêm các thay đổi để che giấu các bí mật thiết kế.
Một trong những yếu tố thiết kế đáng chú ý khác là cánh máy bay có góc nghiêng lên, được gọi là cánh dihedral. Điều này mang lại sự ổn định bề ngang tốt hơn trong các tình huống lật, nhưng lại giảm khả năng cơ động. Trong khi đó, cánh anhedral có góc nghiêng xuống thì ít ổn định hơn nhưng lại thuận lợi hơn cho việc lật. Máy bay dân dụng thường ưa chuộng cánh dihedral để ổn định, trong khi máy bay chiến đấu thường sử dụng cánh phẳng hoặc anhedral.
Có lẽ sự kết hợp giữa cánh canards và cánh anhedral này giúp ổn định và điều khiển một khung máy bay có thể không có đuôi. Thiết kế không có đuôi giúp giảm trọng lượng và lực cản, rất có lợi cho tàng hình, nhưng lại khiến máy bay mất ổn định, khó điều khiển và phụ thuộc nhiều vào sự can thiệp của máy tính điều khiển bay. Mặc dù Mỹ đã chế tạo ra các máy bay ném bom tàng hình không có đuôi, nhưng những giới hạn trong khả năng cơ động đã làm giảm bớt sự khuyến khích cho các máy bay chiến đấu không có đuôi. Tuy nhiên, công nghệ điều khiển bay đã phát triển đến mức có thể làm cho thiết kế này khả thi hơn, trong khi nhu cầu về sự cơ động tối đa có thể đã giảm đi.
Thật thú vị, thiết kế cánh dihedral và mũi cắt của F-47 gợi nhớ đến một dự án bí mật tại Khu vực 51 được phát triển bởi bộ phận Phantom Works của Boeing vào những năm 1990, mang tên Bird of Prey, do có sự tương đồng với một chiếc tàu vũ trụ Klingon trong phim Star Trek. Được thiết kế để đẩy giới hạn công nghệ tàng hình, Bird of Prey không có đuôi nhưng vẫn đủ ổn định để điều khiển mà không cần sự hỗ trợ của máy tính, và những cải tiến này đã được tích hợp vào nguyên mẫu máy bay không người lái tàng hình X-45 của Boeing.
Dù có nguồn gốc từ Boeing cho cánh anhedral và các lý do ủng hộ cánh canards, cuộc phỏng vấn gần đây của Không quân cho thấy khả năng rằng những đặc điểm được minh họa có thể đã được cố ý đưa ra như một hình thức đánh lạc hướng - hoặc có thể đã bị phóng đại - từ đầu. Có lẽ tốt hơn là nên tập trung vào công nghệ chắc chắn sẽ có mặt trong F-47 nếu nó hoàn thành quá trình phát triển.
Một trong những công nghệ đó là động cơ tuabin phản lực thế hệ tiếp theo với khả năng thay đổi lượng không khí đi qua máy nén của động cơ giữa không trung, do hai thiết kế đối thủ của Pratt & Whitney và General Electric cạnh tranh nhau. Thông thường, tỷ lệ cao khí đi qua máy nén của tuabin phản lực sẽ tối ưu hóa hiệu suất nhiên liệu, trong khi tỷ lệ thấp sẽ cải thiện hiệu suất ở tốc độ cao. Máy bay chiến đấu hiện đại thường ưu tiên lựa chọn yếu tố cuối cùng mặc dù rất tiếc phải hy sinh những lợi ích của yếu tố đầu tiên.
Tuy nhiên, với động cơ có chu trình thích ứng, bạn có thể có cả hai. F-47 có thể sử dụng chế độ bypass cao để di chuyển hiệu quả trong khu vực tác chiến và ẩn nấp, sau đó chuyển sang chế độ bypass thấp khi tình huống chiến đấu yêu cầu hiệu suất tối đa, bao gồm vận tốc Mach 2 trở lên (gấp đôi tốc độ âm thanh).
Khả năng tiết kiệm nhiên liệu là yếu tố quan trọng để hiện thực hóa F-47 như một máy bay chiến đấu tàng hình tầm xa, thích hợp hơn với việc vượt qua các khoảng cách dài trong khu vực Thái Bình Dương và xâm nhập sâu vào không phận kẻ thù để chiến đấu với các máy bay đối địch hoặc hộ tống các đồng minh so với F-22 hoặc F-35. Điều này cũng cho phép đóng F-47 ở khoảng cách an toàn hơn khỏi nhiều tên lửa đạn đạo tầm ngắn của Trung Quốc.
Các động cơ của F-47 cũng sẽ được thiết kế để sản sinh nhiều điện năng hơn trong khi bù đắp cho nhiệt độ phát sinh, có lẽ bằng cách điều hướng lại các dòng không khí để làm mát bên trong. Điều này sẽ cho phép sử dụng radar và bộ xử lý máy tính mạnh hơn, có thể cải thiện khả năng phát hiện mục tiêu ở xa hoặc với diện tích phản xạ radar rất nhỏ.
Thú vị là, các hình ảnh không hề hé lộ bất kỳ chi tiết nào về lỗ hút khí của động cơ F-47, điều này phải được điêu khắc khéo léo để ngăn chặn radar phản chiếu khỏi các cánh quạt bên trong.
Trừ khi Trung Quốc sản xuất chiến đấu cơ thế hệ thứ sáu đầu tiên của họ, F-47 có thể sẽ trở thành chiếc máy bay đầu tiên được thiết kế từ đầu để điều khiển các máy bay không người lái cùng tên gọi Loyal Wingmen. Dĩ nhiên, phần cứng điều khiển máy bay không người lái có thể được đặt trong một pod bên ngoài để thích ứng với các máy bay cũ, nhưng các hệ thống của F-47 sẽ được thiết kế theo kiểu tàng hình và kiến trúc mở của máy tính sẽ hỗ trợ tốt hơn cho khả năng chỉ huy máy bay không người lái.
Vì F-47 có thể bị áp đảo trong nhiều kịch bản chiến đấu và chỉ có thể mang theo một số tên lửa nhất định bên trong, máy bay không người lái sẽ cho phép mỗi F-47 thêm nhiều phần vào trận chiến không trung. So với chiếc F-47 “nữ hoàng” nhanh hơn và đắt giá hơn, những máy bay không người lái ít tốn kém hơn dưới sự kiểm soát của nó có thể hoạt động như những quân cờ hoặc quân xe, cung cấp thêm những cú bắn tên lửa, đánh lạc hướng các cuộc tấn công của kẻ thù và quét hoặc gây nhiễu từ các góc độ khác nhau.
Hiện tại, Không quân đang đánh giá các máy bay không người lái YFQ-42 của General Atomics và YFQ-44 của Anduril để phục vụ làm vận chuyển tên lửa, trong khi một chiếc Loyal Wingman Increment 2 có giá cao hơn cũng đang được yêu cầu.
Mặc dù vẫn chưa có sự chắc chắn về hình dạng thiết kế thực tế của F-47, chúng ta đã có cái nhìn khá rõ về những gì Không quân muốn chiếc máy bay này thực hiện và cách mà nó có thể đạt được mục tiêu đó. Hiện tại, Boeing và Lầu Năm Góc đang đối mặt với những thách thức lớn trong việc hoàn thiện phát triển máy bay chiến đấu bí ẩn này, điều này sẽ dẫn đến một sự công bố thực sự trong tương lai. Cho đến khi đó, chúng ta phải chấp nhận thực tế rằng Không quân không ngần ngại trong việc trêu ngươi công chúng bằng các tác phẩm nghệ thuật không hoàn toàn chính xác về những chiếc máy bay bí mật của họ.
Nguồn tham khảo: https://www.popularmechanics.com/military/aviation/a64794264/boeing-f47-fighter-jet-design-analysis/
Tuy nhiên, một số yếu tố thiết kế trong hình ảnh khiến các nhà phân tích hàng không phải giật mình, đặc biệt là cặp cánh nhỏ cố định ở phía mũi, hay còn gọi là cánh canards. Trong một số cấu hình, cánh canards có thể cải thiện lực nâng, ổn định ngang và kiểm soát góc nghiêng dọc. Nhưng chúng cũng có thể tạo ra lực cản và thường làm giảm khả năng tàng hình do độ phản xạ radar của cánh trước - điều này hoàn toàn không phù hợp với những gì được kỳ vọng sẽ trở thành máy bay chiến đấu tiên tiến nhất thế giới.
Trong khi một số nhà phân tích phân tích kỹ lưỡng các đặc điểm nhận diện được trong hình ảnh, như cánh canards, những người khác lại cho rằng các hình ảnh này có thể không phản ánh thiết kế sản xuất cuối cùng. Có ý kiến cho rằng những hình ảnh này có thể là một phần trong chiến dịch tuyên truyền của Mỹ nhằm đánh lạc hướng tình báo nước ngoài. Thực tế, vào giữa tháng Tư, giới chức Không quân đã cho biết các hình ảnh này không "phản ánh chính xác máy bay", và cần phải "được tiếp cận với sự hoài nghi lớn" vì "không tiết lộ gì cả", và "có thể" chỉ "giống" với máy bay cuối cùng. Được biết, các nghệ sĩ của Boeing đã "cố tình biến đổi" các đặc điểm của F-47, trong khi lực lượng này đã thực hiện thêm các thay đổi để che giấu các bí mật thiết kế.
Một trong những yếu tố thiết kế đáng chú ý khác là cánh máy bay có góc nghiêng lên, được gọi là cánh dihedral. Điều này mang lại sự ổn định bề ngang tốt hơn trong các tình huống lật, nhưng lại giảm khả năng cơ động. Trong khi đó, cánh anhedral có góc nghiêng xuống thì ít ổn định hơn nhưng lại thuận lợi hơn cho việc lật. Máy bay dân dụng thường ưa chuộng cánh dihedral để ổn định, trong khi máy bay chiến đấu thường sử dụng cánh phẳng hoặc anhedral.
Có lẽ sự kết hợp giữa cánh canards và cánh anhedral này giúp ổn định và điều khiển một khung máy bay có thể không có đuôi. Thiết kế không có đuôi giúp giảm trọng lượng và lực cản, rất có lợi cho tàng hình, nhưng lại khiến máy bay mất ổn định, khó điều khiển và phụ thuộc nhiều vào sự can thiệp của máy tính điều khiển bay. Mặc dù Mỹ đã chế tạo ra các máy bay ném bom tàng hình không có đuôi, nhưng những giới hạn trong khả năng cơ động đã làm giảm bớt sự khuyến khích cho các máy bay chiến đấu không có đuôi. Tuy nhiên, công nghệ điều khiển bay đã phát triển đến mức có thể làm cho thiết kế này khả thi hơn, trong khi nhu cầu về sự cơ động tối đa có thể đã giảm đi.
Thật thú vị, thiết kế cánh dihedral và mũi cắt của F-47 gợi nhớ đến một dự án bí mật tại Khu vực 51 được phát triển bởi bộ phận Phantom Works của Boeing vào những năm 1990, mang tên Bird of Prey, do có sự tương đồng với một chiếc tàu vũ trụ Klingon trong phim Star Trek. Được thiết kế để đẩy giới hạn công nghệ tàng hình, Bird of Prey không có đuôi nhưng vẫn đủ ổn định để điều khiển mà không cần sự hỗ trợ của máy tính, và những cải tiến này đã được tích hợp vào nguyên mẫu máy bay không người lái tàng hình X-45 của Boeing.
Dù có nguồn gốc từ Boeing cho cánh anhedral và các lý do ủng hộ cánh canards, cuộc phỏng vấn gần đây của Không quân cho thấy khả năng rằng những đặc điểm được minh họa có thể đã được cố ý đưa ra như một hình thức đánh lạc hướng - hoặc có thể đã bị phóng đại - từ đầu. Có lẽ tốt hơn là nên tập trung vào công nghệ chắc chắn sẽ có mặt trong F-47 nếu nó hoàn thành quá trình phát triển.
Một trong những công nghệ đó là động cơ tuabin phản lực thế hệ tiếp theo với khả năng thay đổi lượng không khí đi qua máy nén của động cơ giữa không trung, do hai thiết kế đối thủ của Pratt & Whitney và General Electric cạnh tranh nhau. Thông thường, tỷ lệ cao khí đi qua máy nén của tuabin phản lực sẽ tối ưu hóa hiệu suất nhiên liệu, trong khi tỷ lệ thấp sẽ cải thiện hiệu suất ở tốc độ cao. Máy bay chiến đấu hiện đại thường ưu tiên lựa chọn yếu tố cuối cùng mặc dù rất tiếc phải hy sinh những lợi ích của yếu tố đầu tiên.
Tuy nhiên, với động cơ có chu trình thích ứng, bạn có thể có cả hai. F-47 có thể sử dụng chế độ bypass cao để di chuyển hiệu quả trong khu vực tác chiến và ẩn nấp, sau đó chuyển sang chế độ bypass thấp khi tình huống chiến đấu yêu cầu hiệu suất tối đa, bao gồm vận tốc Mach 2 trở lên (gấp đôi tốc độ âm thanh).
Khả năng tiết kiệm nhiên liệu là yếu tố quan trọng để hiện thực hóa F-47 như một máy bay chiến đấu tàng hình tầm xa, thích hợp hơn với việc vượt qua các khoảng cách dài trong khu vực Thái Bình Dương và xâm nhập sâu vào không phận kẻ thù để chiến đấu với các máy bay đối địch hoặc hộ tống các đồng minh so với F-22 hoặc F-35. Điều này cũng cho phép đóng F-47 ở khoảng cách an toàn hơn khỏi nhiều tên lửa đạn đạo tầm ngắn của Trung Quốc.
Các động cơ của F-47 cũng sẽ được thiết kế để sản sinh nhiều điện năng hơn trong khi bù đắp cho nhiệt độ phát sinh, có lẽ bằng cách điều hướng lại các dòng không khí để làm mát bên trong. Điều này sẽ cho phép sử dụng radar và bộ xử lý máy tính mạnh hơn, có thể cải thiện khả năng phát hiện mục tiêu ở xa hoặc với diện tích phản xạ radar rất nhỏ.
Thú vị là, các hình ảnh không hề hé lộ bất kỳ chi tiết nào về lỗ hút khí của động cơ F-47, điều này phải được điêu khắc khéo léo để ngăn chặn radar phản chiếu khỏi các cánh quạt bên trong.
Trừ khi Trung Quốc sản xuất chiến đấu cơ thế hệ thứ sáu đầu tiên của họ, F-47 có thể sẽ trở thành chiếc máy bay đầu tiên được thiết kế từ đầu để điều khiển các máy bay không người lái cùng tên gọi Loyal Wingmen. Dĩ nhiên, phần cứng điều khiển máy bay không người lái có thể được đặt trong một pod bên ngoài để thích ứng với các máy bay cũ, nhưng các hệ thống của F-47 sẽ được thiết kế theo kiểu tàng hình và kiến trúc mở của máy tính sẽ hỗ trợ tốt hơn cho khả năng chỉ huy máy bay không người lái.
Vì F-47 có thể bị áp đảo trong nhiều kịch bản chiến đấu và chỉ có thể mang theo một số tên lửa nhất định bên trong, máy bay không người lái sẽ cho phép mỗi F-47 thêm nhiều phần vào trận chiến không trung. So với chiếc F-47 “nữ hoàng” nhanh hơn và đắt giá hơn, những máy bay không người lái ít tốn kém hơn dưới sự kiểm soát của nó có thể hoạt động như những quân cờ hoặc quân xe, cung cấp thêm những cú bắn tên lửa, đánh lạc hướng các cuộc tấn công của kẻ thù và quét hoặc gây nhiễu từ các góc độ khác nhau.
Hiện tại, Không quân đang đánh giá các máy bay không người lái YFQ-42 của General Atomics và YFQ-44 của Anduril để phục vụ làm vận chuyển tên lửa, trong khi một chiếc Loyal Wingman Increment 2 có giá cao hơn cũng đang được yêu cầu.
Mặc dù vẫn chưa có sự chắc chắn về hình dạng thiết kế thực tế của F-47, chúng ta đã có cái nhìn khá rõ về những gì Không quân muốn chiếc máy bay này thực hiện và cách mà nó có thể đạt được mục tiêu đó. Hiện tại, Boeing và Lầu Năm Góc đang đối mặt với những thách thức lớn trong việc hoàn thiện phát triển máy bay chiến đấu bí ẩn này, điều này sẽ dẫn đến một sự công bố thực sự trong tương lai. Cho đến khi đó, chúng ta phải chấp nhận thực tế rằng Không quân không ngần ngại trong việc trêu ngươi công chúng bằng các tác phẩm nghệ thuật không hoàn toàn chính xác về những chiếc máy bay bí mật của họ.
Nguồn tham khảo: https://www.popularmechanics.com/military/aviation/a64794264/boeing-f47-fighter-jet-design-analysis/
