Trung Quốc áp dụng phương pháp 3.000 năm trước cho máy bay chiến đấu mới

Máy bay chiến đấu tàng hình F-22 của quân đội Mỹ. Ảnh tư liệu: PAP/TTXVN

Trong khi các máy bay chiến đấu tàng hình của Mỹ như F-22 Raptor đang vật lộn với lớp phủ hấp thụ radar bị bong tróc, một điểm yếu được ví như "cánh ve sầu lột xác", thì Trung Quốc tuyên bố đã tìm ra một giải pháp cổ xưa cho các máy bay chiến đấu thế hệ thứ năm của mình.

Theo tờ Bưu điện Hoa Nam buổi sáng (Scmp), những tiết lộ gần đây của các nhà nghiên cứu công nghiệp quốc phòng cho thấy rằng công nghệ tàng hình tiên tiến trên các máy bay chiến đấu thế hệ mới của Trung Quốc được cải tiến từ nghệ thuật dệt lụa Jacquard, có từ 3.000 năm trước.

Máy bay tàng hình hiện đại, bao gồm F-22 và F-35, dựa vào lớp phủ nhiều lớp để làm chệch hướng tín hiệu radar. Nhưng những vật liệu này xuống cấp nhanh chóng dưới áp lực của môi trường.

Nhật ký bảo trì của Mỹ tiết lộ rằng ngay cả những vết xước nhỏ do bay ở tốc độ cao hoặc bão cát sa mạc cũng có thể làm giảm đáng kể hiệu quả tàng hình, buộc các kỹ thuật viên phải sơn lại vật liệu hấp thụ radar (RAM) ba tuần một lần với chi phí hơn 60.000 USD mỗi giờ bay. Thêm vào đó, ở những khu vực như Florida, độ ẩm làm trầm trọng thêm các vấn đề liên kết, trong khi sự ăn mòn gần các căn cứ ven biển làm giảm hiệu suất hơn nữa.

Lớp phủ hấp thụ radar bị bong tróc trên một máy bay F-22. Ảnh: Handout

Các kỹ sư hàng không vũ trụ Trung Quốc từ lâu đã chỉ trích những cách tiếp cận chắp vá như vậy. Thay vào đó, họ đã tìm kiếm một giải pháp cấu trúc một thứ gì đó được dệt vào xương của vật liệu.

Giải pháp từ nghệ thuật dệt Jacquard cổ đại

Theo một nghiên cứu được công bố tháng trước trên tạp chí Knitting Industries được bình duyệt của Trung Quốc, câu trả lời nằm ở một loại vải composite hai lớp lấy cảm hứng từ khung dệt jacquard thời nhà Hán (206 TCN-220 SCN), một kỹ thuật dệt lụa có niên đại từ năm 200 TCN.

Bằng cách tích hợp các sợi dẫn điện vào cấu trúc "jacquard hai mặt" được dệt thoi, các nhà nghiên cứu của Tập đoàn Khoa học và Công nghiệp Hàng không Vũ trụ Trung Quốc (CASIC) và Đại học Tiangong đã thiết kế một vật liệu hấp thụ 90,6% sóng radar trong phổ 8-26GHz, vượt trội hơn các lớp phủ thông thường.

Vật liệu này là "sự kết hợp giữa họa tiết cổ đại và điện từ hiện đại", theo nhóm nghiên cứu do Giáo sư Jiang Qian dẫn đầu.

Giống như những người thợ dệt jacquard truyền thống, những người đã sử dụng "sách hoa" giống như thẻ đục lỗ để mã hóa các thiết kế phức tạp, Jiang và các đồng nghiệp của cô đã nhúng các hình học chống radar trực tiếp vào ma trận của hàng dệt may. Các sợi thạch anh tạo thành một lớp nền điện môi, trong khi các sợi thép không gỉ tạo ra các mạch cộng hưởng làm tiêu tán năng lượng điện từ dưới dạng nhiệt.

Theo các nhà nghiên cứu, mỗi sợi dẫn điện được đặt một cách chiến lược để dẫn hướng và bẫy tín hiệu, giống như những người thợ dệt cổ đại đã sắp xếp các sợi tơ để mô tả hình rồng hoặc mây.

Ưu điểm vượt trội

Các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm đã tiết lộ một số lợi thế cơ học ấn tượng. Vật liệu composite được phát hiện có thể chịu được ứng suất kéo 93,5 megapascal theo chiều dọc, mạnh hơn 10 lần so với các lớp phủ truyền thống. Độ bền này bắt nguồn từ cấu trúc đẳng hướng của vải dệt kim, nơi các sợi chịu tải thẳng hàng với các vectơ ứng suất của máy bay, phản ánh sức mạnh dọc trục của gấm vóc thời Hán.

Biểu đồ Smith, một phân tích điện từ, cho thấy sự phù hợp trở kháng gần như hoàn hảo theo hướng dọc, cho phép sóng radar xuyên qua thay vì phản xạ.

Các nhà khảo cổ học truy tìm nguồn gốc của jacquard từ các khung dệt thời nhà Thương (1600-1046 TCN), trên đó các nghệ nhân dệt các hoa văn hình học bằng cách sử dụng hệ thống "đa khung" thủ công. Đến thời nhà Hán, chúng đã phát triển thành những cỗ máy tinh vi với tối đa 120 thanh khung - một công nghệ được bảo tồn trong máy dệt jacquard đầu tiên trên thế giới được khai quật tại Lăng mộ của Lão Tử ở Thành Đô.

Một nhà sử học khoa học ở Bắc Kinh, người yêu cầu giấu tên do tính nhạy cảm của công nghệ, cho biết những khung dệt thời nhà Hán đó không chỉ dành cho sự sang trọng. “Chúng giống như những chiếc máy tính nhị phân thời kỳ đầu, lưu trữ mã dệt trong bộ nhớ vật lý. Các kỹ sư quân sự ngày nay dường như đã hồi sinh trí tuệ đó", ông nói.

Việc Trung Quốc ứng dụng công nghệ dệt lụa cổ đại vào chế tạo vật liệu tàng hình cho thấy sự kết hợp độc đáo giữa truyền thống và hiện đại. Bằng cách khai thác trí tuệ của người xưa và kết hợp với công nghệ tiên tiến, Trung Quốc đang tìm kiếm những giải pháp đột phá cho những thách thức trong lĩnh vực quốc phòng, đồng thời thể hiện khả năng sáng tạo và đổi mới của mình.

Việt Dũng/Báo Tin tức (Theo SCMP)