Một mô hình máy tính do các nhà nghiên cứu Trung Quốc phát triển cho thấy hệ thống sử dụng công nghệ lidar đơn photon mới nhất, được gắn trên tên lửa, về lý thuyết có thể phát hiện và theo dõi tiêm kích tàng hình F-35 ở khoảng cách lên tới 61,5 km vào ban đêm.
Mô hình lý thuyết do một đơn vị chuyên cung cấp tên lửa cho không quân Trung Quốc phát triển cho thấy trong điều kiện lý tưởng, tầm phát hiện nói trên có thể ảnh hưởng đáng kể đến khả năng sống sót của F-35 khi đối đầu với các tiêm kích tàng hình của Trung Quốc.
Tuy nhiên, một chuyên gia tỏ ra hoài nghi về khả năng công nghệ này có thể thực sự tìm kiếm mục tiêu tàng hình trên một vùng trời rộng lớn chỉ bằng một chùm tia laser rất hẹp.
Trong không chiến, F-35 có thể mang các tên lửa không đối không tầm ngắn như AIM-9X Sidewinder, với tầm bắn được công bố khoảng 16-32 km và sử dụng đầu dò ảnh nhiệt hồng ngoại.
Máy bay cũng có thể mang tên lửa không đối không tầm trung như AIM-120D-3 AMRAAM. Tuy nhiên, radar gắn trên các tên lửa thông thường gặp khó khăn trong việc phát hiện những tiêm kích tàng hình thế hệ mới.
Ngay cả khi có tầm phát hiện 60 km, công nghệ này cũng chỉ giúp mở rộng khoảng thời gian theo dõi mục tiêu cho tên lửa, trong khi khoảng cách đó vẫn nằm trong tầm tác chiến của các tên lửa không đối không tầm xa chủ lực trên F-35, vốn có thể đánh trúng mục tiêu ở khoảng cách hơn 160 km.
Nghiên cứu do Li Zhiyuan thuộc Học viện Tên lửa Đối không Trung Quốc (China Airborne Missile Academy) dẫn đầu. Đây là cơ sở chuyên về tên lửa không đối không, đồng thời đảm nhiệm nghiên cứu, phát triển và sản xuất hàng loạt. Công trình được đăng trên tạp chí khoa học Trung Quốc có phản biện Aero Weaponry ngày 18/9.
Lidar đơn photon có thể phát hiện máy bay tàng hình như thế nào?
Nghiên cứu tập trung vào khả năng một hệ thống lidar đơn photon gắn trên tên lửa có thể phát hiện và theo dõi tiêm kích tàng hình.
Khác với radar sử dụng sóng vô tuyến để phát hiện mục tiêu, lidar đơn photon sử dụng ánh sáng laser phản xạ từ mục tiêu và được thiết kế để nhận biết số lượng photon cực nhỏ quay trở lại từ vật thể.
Công nghệ này có thể tạo thêm một phương thức phát hiện các loại máy bay được thiết kế nhằm giảm diện tích phản xạ radar và hạn chế khả năng bị các hệ thống cảm biến thông thường phát hiện.
Ít nhất trong mô phỏng, hệ thống lidar được mô tả trong nghiên cứu của Trung Quốc có thể mở rộng khoảng cách tác chiến tiềm năng sang phạm vi ngoài tầm nhìn trực tiếp (beyond-visual-range).
Các nhà nghiên cứu kiểm tra khả năng một hệ thống lidar đơn photon gắn trên tên lửa, hoạt động ở bước sóng 1.064 nanomet, phát hiện F-35C trong những điều kiện ánh sáng và khí quyển khác nhau.
Nhóm nghiên cứu xây dựng một mô hình toán học cho lidar mảng đơn photon được lắp trên tên lửa.
Mô hình tính đến các hiệu chỉnh về thời gian chết của đầu dò – khoảng thời gian cảm biến cần để phục hồi giữa hai lần phát hiện – cùng khả năng truyền qua khí quyển ở khoảng cách 15 km, cũng như nhiễu nền từ bầu trời, hiện tượng tán xạ ngược trong khí quyển và nhiễu tối của đầu dò.
Do phải tuân thủ các giới hạn về kích thước và công suất của một hệ thống gắn trên tên lửa, mô phỏng sử dụng các xung laser công suất thấp 1,0 millijoule cùng một thấu kính nhỏ đường kính 100 mm.
Ngay cả với những hạn chế này, các nhà nghiên cứu tính toán rằng lidar cần đạt tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu 8,8 decibel – tương ứng với ít nhất 9,4 photon phản hồi được phát hiện – để xuyên qua nhiễu khí quyển và khóa mục tiêu F-35C.
Kết quả mô phỏng cho thấy tầm phát hiện tối đa đạt 27,7 km vào ban ngày và 61,5 km vào ban đêm.
Ở khoảng cách 27,7 km, hệ thống có thể tạo ra hình ảnh mục tiêu với độ chính xác chiều sâu trong khoảng 20 cm và độ phân giải theo phương ngang trong khoảng 50 cm.
Các tác giả cho biết họ lựa chọn bước sóng 1.064 nanomet vì máy bay tàng hình hiện có ít biện pháp đối phó chuyên biệt với công nghệ phát hiện bằng laser chủ động hơn so với các phương thức cảm biến radar và hồng ngoại truyền thống.
Trung Quốc đẩy mạnh nghiên cứu vũ khí laser trên máy bay
Các hoạt động trưng bày thiết bị quân sự gần đây của Trung Quốc cũng cho thấy nước này đang nghiên cứu nhiều hệ thống laser trên không khác.
Tại một triển lãm ở Bắc Kinh, Viện Kỹ thuật Chính xác Máy bay Trung Quốc, còn được gọi là Viện Nghiên cứu 303, đã giới thiệu một pod vũ khí laser treo trên máy bay. Động thái này cho thấy nỗ lực thu nhỏ kích thước các thiết bị laser hàng không.
Tập đoàn Máy bay Thẩm Dương (Shenyang Aircraft Corporation) cũng từng đề cập đến vũ khí laser trong các bản vẽ thiết kế tổng thể của các tiêm kích tàng hình thế hệ tiếp theo của Trung Quốc là J-50 và J-36.
Tuy nhiên, nghiên cứu mới không chứng minh rằng hệ thống này đã được chế tạo, thử nghiệm trên máy bay hoặc tích hợp vào một tên lửa đang hoạt động.
Một chuyên gia quân sự đề nghị giấu tên đặt câu hỏi về khả năng sử dụng chùm tia laser này như một hệ thống tìm kiếm cảnh báo sớm.
“Chùm tia laser quá hẹp nên có lẽ không thể đóng vai trò như radar cảnh báo sớm; ở giai đoạn đầu, nó chỉ đơn thuần là một thiết bị đo xa”, chuyên gia này nhận định.
Một chuyên gia khác am hiểu về trang thiết bị quân sự cũng tỏ ra hoài nghi: “Về mặt kỹ thuật, tôi không hiểu điều đó.”
Li cho biết các nghiên cứu tiếp theo sẽ tập trung tối ưu hóa những thông số liên quan đến photon và phát triển các phương pháp chính xác hơn để phát hiện mục tiêu tàng hình bằng lidar đơn photon gắn trên tên lửa.
Theo SCMP
