Home / Vũ Khí Quân Sự / Vũ Khí Không Quân / Su 47 Berkut – Cánh ngược, xu thế có ngược?

Su 47 Berkut – Cánh ngược, xu thế có ngược?

Trong đồ hình Thái cực của Đạo gia, âm dương xen kẽ, âm cường thì dương nhược, dương cường thì âm nhược. Các nhà thiết kế máy bay cũng phải đối mặt với tình huống như vậy khi thiết kế hình dáng khí động học cho máy bay, đặc biệt là đôi cánh. Đó là sự cân bằng gữa tốc độ và lực nâng, mà cứ cái này ưu thì cái kia sẽ nhược.

Có nhiều lời ca ngợi của những tờ báo thân với Nga – Xô về chiếc tiêm kích cánh ngược Su 47 Berkut, thậm chí là những lời khen có cánh. Thực tế là thiết kế cánh ngược của Berkut là độc nhất vô nhị trong các dòng tiêm kích hiện đại, hoặc là nguyên mẫu máy bay hiện đại gần đây trên thế giới. Thiết kế cánh ngược mang đến những lợi thế về lực nâng, tức là nâng cao cả về khả năng cất hạ cánh trên những đoạn đường băng chạy đà ngắn hơn và khả năng thao diễn ở độ cao thấp, tốc độ thấp. Sự thực thì Liên Xô trước đây và Nga sau này rất thành công với các thiết kế của các tiêm kích dòng Su 27 và Mig 29 về các khả năng khí động học của máy bay. Nhưng Su 47 với sự đột phá có thể nào lại kế thừa truyền thống này?

Su 47 Berkut

Lịch sử của những đôi cánh máy bay chiến đấu

Sau khi anh em nhà Wright cho chiếc máy bay đầu tiên trong thời kỳ văn minh này của nhân loại cất cánh năm 1903 bằng động cơ cánh quạt, suốt mấy thập niên sau đó người ta đã tìm cách tối ưu hiệu quả của loại động cơ này, cùng với các thiết kế khác cải tiến các bộ phận khác của máy bay, chúng ngày càng có thể bay nhanh hơn, cao hơn, xa hơn, mang nhiều vũ khí, cơ động và thiện chiến hơn. Động cơ phản lực ra đời tiếp sau đó khi người ta chợt nhận ra rằng, chu kỳ công nghệ của máy bay cánh quạt sắp tới hạn, và việc nâng thêm tốc độ máy bay với động cơ cánh quạt là càng lúc càng khó khăn.

Các động cơ cánh quạt có ưu thế là sử dụng ít nhiên liệu, và hoạt động tốt ở độ cao thấp. Chính vì vậy mà người ta thiết kế cho những máy bay mang động cơ kiểu này dạng cánh tương đôi bằng, hoặc là hình dạng bán elip đối xứng trước sau. Đó là những thiết kế sáng tạo giúp máy bay tăng lực nâng trong khi động cơ cánh quạt có gia tốc kém hơn và tốc độ thấp hơn nhiều so với các động cơ phản lực sau này. Ở đây cũng cần nói thêm rằng chúng ta không nhấn mạnh về những chiếc máy bay 2 tầng cánh thời kỳ đầu, loại thiết kế này chỉ là quá độ của thời kỳ động cơ cánh quạt mới được lắp trên máy bay và chưa đủ mạnh. Kiểu cánh này về sau bị loại bỏ vì tạo ra quá nhiều lực cản không khí khi các máy bay đã có thể bay nhanh hơn và được làm bằng những vật liệu vững chắc hơn.

Dornier Do 335 Pfeil – tiêm kích cánh quạt nhanh nhất thế chiến II với vận tốc 770km/h

Đến lượt mình, những chiếc cánh ngang cũng cần được cải tiến nhiều hơn vì hiệu năng của động cơ phản lực được đẩy lên khá nhanh. Có một thời gian, người ta loay hoay mãi đến máy bay vượt qua bức tường âm thanh – tốc độ 1200km/h, vì ở vận tốc ấy, lớp không khí bị nén phía trước các máy bay cứng như tường bê tông, và việc vượt qua nó làm tốn nhiều công sức. Đầu tiên người ta làm hết sức để cải tiến các động cơ, nhưng họ sớm nhận ra rằng, hình dáng đôi cánh bằng mới là trở ngại chính. Họ quyết định cho các cánh máy bay xuôi về sau, và như thế, họ đã thành công.

Các thiết kế cánh xuôi về sau làm giảm hẳn sức cản không khí khi bay ở vận tốc cao. Nhưng điều đã nêu ở tiêu đề giờ phải nêu lại. Các kỹ sư phải cân bằng giữa 2 yếu tố, tốc độ và lực nâng. Nếu cánh vát với góc quá nhỏ, nó sẽ giảm được rất nhiều sức cản không khí nhưng đồng thời lực nâng rất kém, và như thế để bay được thì cần có những đường băng dài, tải trọng vũ khí nhỏ, và khả năng thao diễn không chiến tầm gần và tránh tên lửa tầm xa bị hạn chế rất nhiều. Về cơ bản, nó không khác gì những mũi tên, mà khi cần cơ động trên không đòi hỏi những vòng lượn rất lớn, hàng km hoặc hơn nữa.

Mig 21

Liên Xô là quốc gia rất thành công với hình dáng khí động học của dòng Su 27, sau một thời gian dài các nước phương Tây gọi những máy bay chiến đấu của họ là các ống chức năng biết bay, vì thực sự nhìn chúng không được đẹp mắt lắm. Nhưng đến Mig 29 và đặc biệt Su 27 thì người Liên Xô đã cho thế giới thấy rằng họ cũng có con mắt thẩm mỹ trong lĩnh vực cơ khí này, và rằng hình dáng đẹp không ảnh hưởng gì đến khả năng khí động học của máy bay cả.

Su 27

Hõm cánh phía trước của gốc cánh gắn vào thân máy bay chính là bí quyết. Trong khi hình dáng cánh Su 27 vẫn xuôi về sau, thì hõm cánh đó tạo ra xoáy không khí ở cả trên và dưới cánh, nhưng đều có xu hướng nâng cánh lên, và như thế, ở một chừng mực nào đó, máy bay có thể vẫn có lực nâng lớn mà không ảnh hưởng đến tốc độ của nó. Điều tuyệt với này khiến cho các máy bay Su 27 thực hiện được những động tác rất khó, mà nó sẽ là quá giới hạn với nhiều loại máy bay phương tây, nổi tiếng nhất là thao tác “Rắn hổ mang Pugachev”

Vậy thì vì sao lại là cánh ngược?

Cần phải nói rõ rằng, ngoại trừ nguyên mẫu duy nhất được chế tạo, không có thêm 1 chiếc Su 47 nào trên thế giới hiện nay. Nếu thiết kế này là tuyệt vời như vậy, thì lẽ ra nó đã trở thành 1 dòng máy bay, thay vì chỉ là 1 mẫu biến thể nghiên cứu. Có nhiều người có thể nói: Nó là một thiết kế xuất sắc, chỉ có cái chưa có vật liệu thích hợp. Phải vậy rồi, những người này có phần dễ dãi trong việc đánh giá về các sản phẩm kỹ thuật của Nga, có lẽ vậy, rộng hơn thế là về nước Nga. Nếu nói như vậy thì cứ có ý tưởng hay là tốt, còn có thể thực hiện hay không thì không quan trọng hay sao!

Những người đánh giá tốt về Su 47 hầu hết quá chú tâm vào khả năng khí động học của máy bay. Nhưng cánh ngược bản thân nó không phải là một xu hướng thuận lợi. Ngoài yêu cầu của vật liệu ra, thì chỗ giao giữa hốc cánh và thân máy bay sẽ tạo ra sức cản không khí càng lớn nếu càng bay ở vận tốc cao. Điều này gần như là chắc chắn, và như vậy, dù cho có các động cơ thế hệ mới, thì khả năng đạt được tốc độ tối đa với Su 47 là rất khó, đó là còn chưa xét đến việc lực cản không khí lớn sẽ làm tiêu hao nhiều nhiên liệu hơn, và giảm thời gian máy bay hiện diện ở trên không hay năng lực quần chiến với đối thủ. Lợi thế về khả năng thao diễn có thể chưa được phát huy, thì đã trở nên khốn đốn vì hết xăng giữa trời. Điều này rất có thể xảy ra.

Thứ nữa là các máy bay thế hệ tiếp theo đây sẽ nhấn mạnh thêm vào tốc độ, khả năng tàng hình, các yêu cầu về vũ khí và khả năng tự động điều khiển cao cũng như hệ thống điện tử…. Rất nhiều thứ có tiềm năng nâng cấp cao hơn, và chắc chắn là hiệu quả hơn so với việc chăm chú vào đôi cánh ngược, vì để giải quyết các vấn đề về loại cánh này, thì sẽ vô cùng tốn công sức, trong khi nó chỉ mang lại những lợi thế hạn chế. Dù rằng những chiếc F22 hay F35 đời mới của Mỹ, hay Su 57 của Nga vẫn trang bị pháo để giao chiến tầm gần, thì xu hướng của tương lai là không chiến ngoài tầm nhìn, nó phụ thuộc vào 3 yếu tố chính là khả năng tàng hình, radar, và tên lửa không đối không, cùng với 1 điểm cộng nữa cho tốc độ hành trình để nhanh chóng gia nhập cuộc chiến khi có yêu cầu, và tạo bất ngờ với lợi thế tàng hình một cách lớn nhất. Không chiến tầm gần sẽ đóng vai trò còn rất nhỏ, và nếu như thế, khả năng thao diễn của Su 27, Su 35 và Su 57 đã là rất tốt rồi.

Thêm một điểm nữa là thiết kế cánh ngược kiểu này chưa chắc đã là thiết kế tối ưu cho tính năng tàng hình, mà chúng ta có thể quan sát thấy ở tất cả các máy bay tàng hình hiện nay là đều có các thiết kế xuôi về sau, về xác suất sóng radar dội ngược lại thiết bị thu sẽ thấp hơn.

Triển làm hãng không tại Nga năm 2019 không phải là lần duy nhất gần đây Su 47 xuất hiện, nhưng những lần trước, mà gần nhất là năm 2017, nó xuất hiện xong rồi lại vào kho cho đến vừa rồi. Với chỉ 1 nguyên mẫu duy nhất hơn 2 thập niên qua, chúng ta có thể thấy rằng, ngày mà các phi đội Su 47 bay trên bầu trời mãi là điều xa vời không thực tế.

Quân Sự Mở Net

About Vô Bích