Các mẫu hạm

ĐẶNG Đình Cung
Kỹ sư tư vấn

Ngoài việc chở vũ khí, đạn dược, nhiên liệu và binh lính thì một chiến hạm còn có thể mang theo những quân khí khác như là phi cơ, xuồng đổ bộ, xe thiết giáp,... Những loại tầu đó gọi là mẫu hạm. Khi chở phi cơ cánh phẳng (fixed wing) thì có thể gọi chính xác hơn là hàng không mẫu hạm (HK‒MH) còn khi chở phi cơ trực thăng thì gọi là trực thăng mẫu hạm (TT‒MH).

Một HK‒MH là một chiến hạm chở phi cơ, chủ yếu là chiến đấu cơ và oanh tạc cơ, cất cánh từ boong tầu. Nó cần đến nhiều tầu chiến lớn nhỏ khác bảo vệ và phục vụ tạo thành một tổ hợp không quân hải chiến (combat carrier group)¹. Tổ hợp đó có thể được coi là một căn cứ không quân nổi một bộ chỉ huy tự do điều từ nơi này đến nơi khác trên hải phận quốc tế tùy nhu cầu chiến lược.

Hàng không mẫu hạm CATOBAR

Một phi cơ chiến đấu cần đến một hai cây số phi đạo để cất cánh. Với công nghệ hiện đại, một HK‒MH lớn nhất chỉ dài trên dưới 300 mét. Để một phi cơ cất cánh với một phi đạo ngắn như vậy thì người ta dùng một máy phóng. Khi cất cánh, phi cơ rú máy tối đa, đứng im ở đầu phi đạo và bất chợt nhả phanh và cùng một lúc máy phóng tung nó về phía trước với vận tốc cần thiết để cất cánh (hình 1). Để một phi cơ có thể hạ cánh thì người ta giăng một số sợi dây ngang phi đạo. Khi phi cơ muốn hạ cánh thì nó móc sợi dây đó và được sợi dây hãm lại. Những phi cơ sử dụng trên một HK‒MH có thể là những phi cơ thường nhưng phải có một móc ở đuôi để dùng khi hạ cánh và một móc ở đầu để máy phóng có thể kéo. Có khi hai thiết bị đó chưa đủ và người ta phải nới rộng diện tích cánh để phi cơ dễ cất cánh và hạ cánh hơn. Gắn thêm những thiết bị đó và sửa đổi diện tích mặt cánh như vậy gọi là hải quân hóa (navalize).

Hình 1: Nguyên tắc máy phóng phi cơ từ HK‒MH CATOBAR
(cắt dán từ ảnh lấy trên mạng Internet)

Đó là đặc tính của những chiến hạm loại CATOBAR (Catapult Assisted Take Off, Barrier Arrested Recovery – Cất cánh Bằng Máy Phóng, Hạ Cánh Bằng Dây Hãm).

Sợi dây hãm phi cơ là một thiết bị đơn giản. Ngược lại, thiết kế, chế tạo, bảo trì và vận hành máy phóng là rất phức tạp. Máy phóng là một cái móc chạy ở một cái khe nằm dọc phi đạo. Để tăng tốc một phi cơ nặng 20/30 tấn lên đến vận tốc tối thiểu để phi cơ có thể cất cánh, thì người ta cần đến rất nhiều năng lượng trong một thời gian ngắn. Cái móc của máy phóng chạy trong một cái khe với vận tốc khoảng 300 km/giờ nên phải rất tinh vi để không bị kẹt. Máy phóng mà bị hỏng là tất cả phi đoàn bị đóng đinh trên tầu không còn công dụng nào hết. Những HK‒MH của Mỹ và chiếc Charles de Gaulle của Pháp dùng ít nhất hai lò hơi hạt nhân để máy phóng có đủ công suất mà phóng các phi cơ trong thời hạn ngắn nhất. Hiện nay họ đang thử nghiệm một mày phóng chạy bằng điện từ chứ không bằng hơi nước để rút ngắn hơn nữa chu-kỳ phóng máy bay.

Cho tới nay chỉ có Hoa Kỳ mới chế tạo được máy phóng đủ khả tín với khả năng phóng các phi cơ ở nhịp độ cao và họ chỉ chuyển giao công nghệ này cho đồng minh thân thiện nhất của họ trong khối NATO. Hiện nay chỉ có Hoa Kỳ, Pháp và Brazil mới có HK‒MH được trang bị bằng máy phóng².

Hàng không mẫu hạm STOBAR

Để giải quyết vấn đề không có máy phóng thích ứng, các kỹ sư Liên Xô đã sáng chế một chiến hạm với phi đạo vênh lên ở phần đầu của tầu. Phần vênh lên đó dùng làm ván nhún (springboard hay là sky jump) giúp phi cơ hướng về phía trên để cất cánh (xem hình 2). Những chiến hạm này thuộc loại HK‒MH STOBAR (Short Take Off, Barrier Arrested Recovery – Cất cánh ngắn, hạ cánh bằng dây hãm).

Lúc đầu phi cơ được giữ ở phía đuôi chiến hạm, phi công phát nổ tua bin công suất tối đa với bộ đốt thêm (post combustion) được kích động. Bất chợt phi cơ được thả ra, phóng về phía trước, lăn trên ván nhún và bay lên trời³. Sau khi rời ván nhún thì phi cơ phải bay lên gần như thẳng đứng để tránh mất đà với nguy cơ nhào xuống biển.

Hình 2: HK‒MH Cavour của Ý thuộc loại STOBAR
(chép lại từ trạm Military Today.com)

Có hai phương cách thực hiện việc này. Khi được sáng chế thì cả hai phương cách này dùng để phi công chuyển hướng rất mau mà tránh một tấn công cuả địch. Sau đó người ta áp dụng để hải quân hóa các phi cơ cần cất từ những HK‒MH STOBAR.

Kỹ thuật thứ nhất là kỹ thuật cánh cụp cánh xòe⁴. Hình dáng các cánh lái của phi cơ thay đổi để cho phi cơ có thể chuyển hướng về phía trên. Phi cơ chuyển hướng mau hay chậm tùy ở vận tốc bay. Đây là kỹ thuật của phi cơ F‒35 mà nhiều nước trong khối NATO đang triển khai. Phi cơ thuộc lớp này chưa được đưa vào hoạt động trên các HK‒MH chỉ tại vì các bộ tham mưu NATO chưa nhất trí về điện tử hàng không và vũ khí phải mang theo. Chứ không thì kỹ thuật này đã chứng minh tính khả thi của nó. Gần đây, mặc dù chỉ là một phi cơ dân dụng, một chiếc Boeing B 787‒9 Dreamliner của Vietnam Airlines đã làm cho khán giả ngột hơi khi cất cánh gần như thẳng đứng ở triển lãm hàng không Le Bourget⁵.

Kỹ thuật thứ hai là vector đẩy (thrust vector). Thay vì hướng về phía sau phi cơ một cách cố định thì ống phun phản lực có thể chuyển hướng làm cho phi cơ chuyển hướng mau hơn là với cánh lái. Khác với kỹ thuật cánh cụp cánh xòe, phi cơ chuyển hướng mau hay chậm không tùy ở vận tốc bay mà tùy ở chiều hướng và công suất của ống phun. Năm 1989, phi công Viktor Pougatchev trình diễn khả năng của kỹ thuật vector đẩy lần đầu tiên ở triển lãm hàng không Le Bourget. Từ đó hình bay lượn đó gọi là "rắn mang bành Pougatchev" (xem hình 3). Các phi cơ SU‒27 và SU‒30 do Nga săn xuất và xuất khẩu, mà Không quân Nhân dân ta hiện đang có, dùng kỹ thuật này. Một biến thể của lớp phi cơ này, mang ký hiệu SU‒33, đang được dùng trên HK‒MH Kuznetsov của Nga. Người ta cho rằng Trung Quốc đã ăn cắp thiết kế của phi cơ SU‒33 để sản xuât các chiếc J‒15 trang bị HK‒MH Liêu Ninh của họ.

Hình 3: Biểu diễn bay lượn "rắn mang bành Pougatchev“
với phi cơ SU‒27 (hình chép từ trạm của Wikipedia)

Việc hải quân hóa làm cho phi cơ nặng thêm một chút. Do đó mà khả năng chiến đấu của một phi cơ cất cánh từ một HK‒MH thua phi cơ tương tự chỉ có thể cất cánh từ đất liền. Sự khác biệt về khả năng chiến đấu này không đáng kể với những phi cơ cất cánh từ một một HK‒MH CATOBAR. Nhưng khác biệt này rõ rệt hơn với những phi cơ cất cánh từ một HK‒MH STOBAR vì phải có động cơ mạnh thì mới có đủ đà để cất cánh mà không cần đến máy phóng. Một động cơ mạnh thì nặng và tiêu thụ nhiều nhiên liệu. Tổng trọng lượng (khung phi cơ cộng với thiết bị điện và điện tử, động cơ, vũ khí và đạn dược) của một phi cơ thì cố định. Để phi cơ có thể cất cánh từ một HK‒MH STOBAR, các kỹ sư thiết kế phải chọn giữa mang thêm nhiên liệu thì không thể mang nhiều vũ khí và đạn dược để tác chiến lâu, mang nhiều vũ khí và đạn dược thì không thể mang theo nhiều nhiên liệu để bay và tác chiến xa. Với phi công đã được huấn luyện ngang hàng nhau, phi cơ cất cánh từ một HK‒MH STOBAR chắc chắn sẽ thua khi đối chọi với phi cơ cùng kiểu nhưng chỉ có thể cất cánh từ đất liền.

Trực thăng mẫu hạm

Nhiều nước chọn mua hay tự đóng HK‒MH STOBAR vì chúng rẻ hơn HK‒MH CATOBAR rất nhiều mà lại dễ bảo trì hơn. Tuy nhiên, như viết ở trên, một chiến đấu cơ có thể cất cánh từ loại HK‒MH đó thì đắt hơn, khó bảo trì hơn mà lại có khả năng chiến đâu kém hơn các phi cơ chỉ có thể cất cánh từ đất liền hay từ một HK‒MH CATOBAR. Tỷ số chi phí mua và sử dụng trên khả năng chiến đấu quá cao đó làm cho bộ tham mưu các quốc gia đủ mọi tầm cỡ lựa chọn sự trang bị trực thăng mẫu hạm (TT‒MH).

Một TT‒MH là một chiến hạm có một sàn phẳng ngang cho phép một phi cơ loại VTOL (Vertical Take Off and Landing, Cất cánh và Hạ Cánh Thẳng đứng) cất cánh và hạ cánh. Trực thăng kèm theo một TT‒MH dùng để săn và tấn công tầu ngầm, tuần tra biển trên diện tích rộng nhờ bay trên cao và làm rờ‒le truyền thông cho các hạm đội. Nó cũng có thể dùng để tiếp tế chiến hạm về đạn dược, thực phẩm và thiết bị thay thế hay để thuyên chuyển binh lính hay thường dân giữa chiến hạm và đất liền.

Điểm đáng chú ý là bất cứ phi cơ VTOL nào cũng có thể cất cánh và hạ cánh trên một TT‒MH mà không cần phải hải quân hóa.

Điểm đáng chú ý thứ hai là các HK‒MH phải đi ngược chiều gió để phi cơ cộng thêm tốc độ của gió mà dễ dàng cất cánh hay hạ cánh. Trong khi đó các trực thăng thì không cần đến thao diễn đó. Ngược lại một TT‒MH tránh di chuyển để cho việc cất cánh hạ cánh được an toàn.

Với công nghệ hiện đại, có ba loại phi cơ VTOL :

(a) phi cơ với cánh quạt ngang, còn gọi là cánh xoay, mà mọi người đều biết,

(b) phi cơ phản lực với thêm tua bin phun khí xuống dưới để nâng và đỡ máy bay (hình 4), như phản lực cơ Hawker Harrier nổi tiếng trong chiến tranh Falklands giữa Anh và Argentina năm 1982,

Hình 4: Nguyên tắc phản lực cơ cất cánh thẳng đứng
(phông ảnh thấy trên mạng)

(c) phi cơ có cánh quạt gắn với tua bin có thể xoay trục, như phi cơ V‒22 Osprey hiện đang được sử dụng ở các chiến trường Cận Đông : trục tua bin thẳng đứng khi phi cơ cất cánh và hạ cánh, và nằm ngang hướng luồng khí về phiá sau khi bay (hình 5).

Hình 5: Nguyên tắc trực thăng có trục đổi hướng

Các TT‒MH rất đa dạng về kích thước và về trang bị.

Chúng có thể là các hộ tống hạm thuộc lớp Guepard và Sigma, của Hải quân Nhân dân, ở phía đuôi tầu có một sàn đỗ dành cho phi cơ trực thăng đậu (hình 6). Việc gắn thêm một sàn đỗ trên những tầu sẵn có thì rất dễ. Khi cần, hải quân còn có thể trong một thời gian ngắn gắn sàn đỗ trên những tầu dân sự đã được trưng dụng. Hầu như tất cả các chiến hạm đóng mới có độ dãn nước trên 2.000 tấn đều có một sàn đỗ như vậy. Một số tầu lớn hơn một chút có kho chứa thêm một hay hai trực thăng nữa.

Hình 6: Chiến hạm Đinh Tiên Hoàng và trực thăng Kamov đi kèm
(phông hình chiến hạm và hình trực thăng chúng tôi dùng để lắp ráp
hình minh họa này do Hải quân Nhân dân đăng trên mạng Internet)

Có những TT‒MH rất lớn chở tới hai ba chục phi cơ trực thăng hay một tiểu đoàn thủy quân lục chiến với đầy đủ khí giới cùng đạn dược, xe thiết giáp, xà lan đổ bộ và quân cụ khác. Một TT‒MH lớn như tầu lớp Mistral của Pháp có thể được dùng làm soái hạm và hành dinh tác chiến⁶. Tùy nhu cầu, nó có thể dễ dàng được biến đổi thành tầu bệnh viện, phân xưởng sửa chữa hay tầu vận tải chuyên chở quân khí, binh lính và thường dân. Gần đây Nhật Bản đã khánh thành một TT‒MH khổng lồ mang tên Izumo. Người ta đồn đoán khi nào cần đến thì tầu có thể mau chóng được biến đổi thành một HK‒MH CATOBAR.

Phi cơ trực thăng hiện nay được coi là một phương tiện phụ tương tự như một ca-nô trên mọi tầu đại dương dân sự hay quân sự. Những chiến hạm được đóng mới dùng để ra đại dương tuần tra và chiến đấu đều có sàn đỗ cho phi cơ trực thăng.

*

Xây một căn cứ quân sự trên đất liền tốn nhiều thì giờ. Bảo vệ căn cứ đó trong môi trường thù nghịch thường rất khó khăn. Rỡ đi sau khi sử dụng thì cũng phải bỏ tại chỗ nhiều thứ và phải hoàn thổ. Một hạm đội bao gồm một mẫu hạm lớn cùng với những tầu hộ vệ và phục vụ là cả một căn cứ quân sự sẵn có mà một cường quốc hải quân có thể di chuyển từ nơi này đến nơi khác. Khi tới trận địa là có thể chiến đấu ngay được. Nhờ ở ngoài khơi, căn cứ không sợ bị đặc công địch tấn công. Khi xong thì nhổ neo chuyển về căn cứ thường trực (home port) hay chuyển sang một chiến trường khác.

Tất cả ba loại hạm đội, với HK‒MH CATOBAR, HK‒MH STOBAR hay TT‒MH, đều có các ưu điểm đó. Nhưng những phi cơ trực thăng thì bay chậm còn những phi cơ có thể cất cánh từ môt HK‒MH STOBAR thì quá cồng kềnh. Những loại phi cơ đó không thể thắng nếu đối đấu với những chiến đấu cơ cất cánh từ đất liền hay từ một HK‒MH CATOBAR. Rút cục chỉ có các hạm đội có HK‒MH CATOBAR của Mỹ và của Pháp mới có thể không chiến được. Những loại hạm đội khác chỉ dùng để đe dọa hay bắt nạt du kích quân địch trong một cuộc chiến không cân xứng.

ĐẶNG Đình Cung