Trung Quốc đầu tư mạnh vào thế hệ máy bay không người lái mới

Điều khiến máy bay không người lái mới của Trung Quốc khác biệt so với các mẫu khác là chi phí nguồn năng lượng thấp.

Động cơ phản lực cho máy bay không người lái quân sự rất đắt tiền. Ví dụ, Northrop Grumman RQ-4 Global Hawk được trang bị động cơ phản lực cánh quạt AE3007 của Rolls-Royce có giá gần 4 triệu USD. Thêm vào đó là giá dịch vụ và sửa chữa thường xuyên mà động cơ yêu cầu, và những chi phí đó thậm chí còn cao hơn.

Nhưng nhờ một bước đột phá công nghệ gần đây, quân đội Trung Quốc giờ đây có thể có được động cơ phản lực không người lái với hiệu suất vượt trội với mức giá chưa bằng 1/5 giá quốc tế, nhà vật lý nhiệt kỹ thuật Zhu Junqiang cho biết trong bài thuyết trình về dự án do Viện hàn lâm khoa học Trung Quốc công bố vào ngày 19-10.

Vì máy bay không người lái sẽ được triển khai với số lượng lớn nên tác động của chênh lệch giá cả giữa ngân sách quân sự có thể rất đáng kể.

Trung Quốc là nước đi sau trong công nghệ động cơ phản lực. Phải đến gần đây, máy bay chiến đấu tàng hình J20 của họ mới có được cặp động cơ sản xuất trong nước. Để vận hành tiết kiệm và an toàn, máy bay chở khách thương mại C919 của Trung Quốc vẫn đang bay bằng cặp động cơ CFM International LEAP.

Mô phỏng một chiếc UAV của Trung Quốc sử dụng động cơ giá rẻ thế hệ mới 

Nhưng trên các nền tảng quân sự không người lái, các nhà nghiên cứu Trung Quốc có nhiều quyền tự do hơn để thử nghiệm.

Zhu cho biết: “Chúng tôi đã chế tạo động cơ phản lực cánh quạt nhỏ gọn đầu tiên trên thế giới có một trục duy nhất”.

Hầu hết mọi động cơ phản lực cánh quạt được sử dụng ngày nay đều sử dụng nhiều trục để truyền lực. Đó là do các quạt nhỏ hơn nén không khí ở phía trước động cơ cần quay với tốc độ nhanh hơn các quạt lớn hơn ở phía sau tạo ra lực đẩy.

Ví dụ, động cơ phản lực cánh quạt của Global Hawk sử dụng hai trục được kết nối bằng một hộp số phức tạp.

Nhưng luồng không khí trong động cơ phản lực một trục của Trung Quốc khác với các động cơ khác. Thay vì đi thẳng từ đầu đến cuối, nó di chuyển qua các ống dẫn hình saxophone. Theo Zhu, thiết kế mới này cho phép quạt nén không khí và quạt tạo lực đẩy quay với tốc độ như nhau. Do đó, một trục duy nhất có thể kết nối tất cả các quạt.

Tuy nhiên, giá của động cơ không phải là điều duy nhất mà quân đội quan tâm. Hiệu suất tổng thể và khả năng dễ bảo trì cũng được tính đến.

Quân đội Trung Quốc đã nhanh chóng chấp nhận động cơ mới, chủ yếu là vì nó có rất nhiều thứ hữu ích: nó tiêu thụ nhiên liệu ít hơn gần 1/3 so với động cơ hai trục và chi phí bảo trì của nó rẻ hơn đáng kể do có ít hơn 70% thành phần cơ khí.

Do đó, tổng chi phí mua và vận hành động cơ máy bay không người lái đã giảm khoảng 80%.

Khách hàng quân sự thường sẵn sàng trả nhiều tiền hơn cho máy bay không người lái của họ so với người dùng dân sự. Máy bay không người lái quân sự tốc độ cao chạy bằng động cơ phản lực thường được phân loại là tài sản có giá trị cao. Nhưng số lượng của nó tương đối nhỏ. Ngay cả Mỹ, quốc gia có ngân sách quân sự lớn hơn tất cả các quốc gia khác cộng lại, cũng mua hạn chế loại Global Hawk, khi giá của nó là 130 triệu USD mỗi chiếc.

Theo Zhu, Trung Quốc nhìn thấy cơ hội với chi phí cao này. Việc có khả năng triển khai nhiều máy bay không người lái hơn với hiệu suất tốt hơn với chi phí thấp hơn nhiều đồng nghĩa với việc Trung Quốc có thể bắt đầu một cuộc chạy đua, gây gánh nặng tài chính đáng kể cho Mỹ.

“Cuộc chiến của máy bay không người lái sẽ là cuộc chiến vì tiền bạc” - Zhu nói.

Tuy nhiên, đây là một cuộc chạy đua vũ trang mà Mỹ đã quyết định tham gia.

Vào cuối tháng 8, Lầu Năm Góc đã đưa ra sáng kiến ​​Replicator nhằm tăng ồ ạt số lượng máy bay không người lái đang được đưa vào sử dụng. 

Sáng kiến ​​máy bay không người lái của Mỹ đã nhấn mạnh tầm quan trọng của việc giảm chi phí - giống như những gì họ đã làm trong các chương trình máy bay không người lái trước đây - nhưng nó không so sánh giá giữa máy bay không người lái của Trung Quốc và Mỹ.

Trung Quốc là nước sản xuất máy bay không người lái lớn nhất thế giới nhưng hầu hết sản phẩm của nước này đều dành cho thị trường dân sự. Người ta thường tin rằng Mỹ vẫn đi trước Trung Quốc về công nghệ máy bay không người lái quân sự. Nhưng máy bay không người lái của Mỹ cũng có một số điểm yếu: chúng hoạt động ở tốc độ tương đối chậm và ở độ cao thấp.

Những vấn đề này một phần là do giới hạn kỹ thuật của động cơ. Việc tăng tốc máy bay không người lái lên tốc độ siêu âm bằng động cơ phản lực cánh quạt nhỏ là vấn đề đau đầu của các kỹ sư hàng không trong nhiều thập kỷ. Nó đòi hỏi phải bổ sung thêm bộ đốt sau cho động cơ và việc ép các bộ phận phụ vào một không gian hạn chế là điều cực kỳ khó khăn.

Động cơ phản lực nhỏ cũng có thể bị hỏng ở độ cao trên 20.000 mét (65.000 feet). Không khí loãng khiến việc duy trì quá trình cháy ổn định trở nên khó khăn, đặc biệt là trong động cơ có chi phí hạn chế.

Zhu cho biết họ đã giải quyết những vấn đề này bằng một số cải tiến công nghệ, bao gồm cả việc cải tổ chưa từng có về thiết kế buồng đốt và buồng đốt sau.

Kết quả là, máy bay không người lái siêu âm có thể bay quãng đường dài ở độ cao 20.000 mét trở lên hiện đang được quân đội Trung Quốc sử dụng, ông nói. Giá thành của những chiếc máy bay không người lái hiệu suất cao này cũng thấp, mặc dù dữ liệu chính xác vẫn được giữ bí mật.

Nhóm của Zhu đang xây dựng một cơ sở có quy mô bằng 24 sân bóng đá để hỗ trợ phát triển máy bay không người lái thế hệ tiếp theo. Cơ sở này sẽ mô phỏng môi trường khắc nghiệt của chuyến bay ở tốc độ Mach 6 trên mặt đất.