Trung Quốc đã tiến thêm một bước nữa trong việc chế tạo tàu ngầm siêu thanh có thể đi từ Thượng Hải sang San Francisco trong chưa đầy 2 tiếng đồng hồ.

Công nghệ mới, do một nhóm các nhà khoa học tại phòng nghiên cứu về dòng chảy và nhiệt phức hợp tại Viện Công nghệ Harbin (Trung Quốc) phát triển, sẽ giúp cho một tàu ngầm hoặc một quả ngư lôi đi trong nước với vận tốc lớn kinh khủng.

Li Fengchen, giáo sư về cơ khí chất lỏng, cho biết cách tiếp cận mới mẻ của nhóm giúp họ tạo ra một “bong bóng” khí phức tạp cần thiết để có thể di chuyển nhanh dưới nước.

“Chúng tôi rất phấn khích về tiềm năng mới này,” vị giáo sư nói.

So với không khí, nước tạo ra nhiều lực cản hơn. Điều này có nghĩa rằng tàu ngầm thông thường không thể chạy nhanh như máy bay.

Tuy nhiên, thời chiến tranh lạnh, quân đội Xô viết đã phát triển một công nghệ có tên gọi siêu sủi bong bóng, trong đó người ta đặt tàu lặn bên trong một bong bóng không khí nhằm tránh các vấn đề do lực cản của nước.

Một quả ngư lôi siêu sủi bong bóng mang tên Shakval có khả năng đạt tốc độ 370km/h hoặc hơn – nhanh hơn nhiều so với các quả ngư lôi thông thường khác.

Theo một báo cáo của Viện Công nghệ California năm 2001, về lí thuyết, một tàu siêu sủi bong bóng có thể đạt tới tốc độ âm thanh dưới nước, khoảng 5.800km/h. Với tốc độ này, thời gian hành trình dưới nước đi xuyên Đại Tây Dương sẽ giảm xuống dưới một tiếng đồng hồ, còn xuyên Thái Bình Dương sẽ chưa đến 2 tiếng đồng hồ.

So sánh nguyên lí khắc phục lực cản của nước ở tàu ngầm thường (trên) và tàu ngầm siêu thanh (dưới) (Đồ họa: SMP)

Tuy nhiên công nghệ siêu sủi bong bóng gặp phải hai trở ngại chính. Trước hết, tàu lặn cần được phóng đi ở tốc độ cao, gần 100km/h, để tạo ra và duy trì bong bóng không khí.

Thứ hai, cực kì khó - nếu không muốn nói là không thể - lái con tàu bằng cơ chế thông thường như là bánh lái cũng nằm trong bong bóng mà không tiếp xúc trực tiếp với nước. Do đó, ứng dụng công nghệ này mới chỉ giới hạn vào các thiết bị không người lái như là ngư lôi. Hơn nữa, hầu hết các ngư lôi này được bắn theo đường thẳng vì chúng có ít khả năng ngoặt hướng.

Ông Li cho biết nhóm nhà khoa học Trung Quốc đã tìm thấy một cách mới để giải quyết cả hai vấn đề trên.

Một khi ở trong nước, tàu siêu sủi bong bóng của nhóm sẽ thường xuyên phun một lớp màng chất lỏng đặc biệt trên bề mặt của chính nó. Mặc dù lớp màng này sẽ bị mỏng dần đi do nước, nó sẽ đồng thời giảm đáng kể lực cản của nước tác động lên tàu ở tốc độ thấp.

Sau khi tốc độ lên mức 75km/h hoặc hơn, tàu có thể bước sang trạng thái siêu sủi bong bóng. Lớp màng chất lỏng nhân tạo trên bề mặt tàu có thể giúp việc lái tàu vì, với sự kiểm soát chính xác, các mức độ ma sát khác nhau có thể được tạo ra trên các bộ phận khác nhau của tàu.

“Phương pháp của chúng tôi khác với bất cứ cách tiếp cận nào khác, như là đẩy vector”, hay là đẩy bằng động cơ, ông Li nói. “Bằng việc kết hợp công nghệ màng chất lỏng với siêu sủi bong bóng, chúng tôi giảm đáng kể các thách thức trong việc phóng tàu đi và làm cho việc điều khiển tàu dễ dàng hơn”.

Mặc dù vậy, ông Li thừa nhận vẫn cần giải quyết nhiều vấn đề trước khi việc di chuyển bằng tàu ngầm siêu thanh trở nên khả thi. Ngoài vấn đề lái tàu, vẫn phải phát triển một động cơ tên lửa dưới nước đủ mạnh để đưa tàu ngầm đi một chặng xa. Ví dụ, tầm hoạt động hiệu quả của các ngư lôi siêu sủi bong bóng của Nga mới chỉ ở mức 11-15km.

Li cho biết công nghệ siêu sủi bong bóng không chỉ dùng cho quân sự. Trong tương lai, nó sẽ đem lại lợi ích cho giao thông dân sự dưới nước, và cả thể thao dưới nước.

“Nếu một bộ đồ bơi có thể tạo ra và duy trì nhiều bong bóng nhỏ trong nước, nó có thể giảm đáng kể lực cản của nước,” Li cho biết thêm. “Bơi trong nước có thể sẽ nhẹ nhàng như bay trên trời”.

Bên cạnh nước Nga, các quốc gia như Đức, Iran và Mỹ đã và đang phát triển các tàu ngầm hoặc vũ khí sử dụng công nghệ siêu sủi bong bóng.

Giáo sư Wang Guoyu, trưởng Phòng thí nghiệm Cơ khí Chất lỏng tại Viện Công nghệ Bắc Kinh cho biết giới nghiên cứu toàn cầu đã vật vã trong hàng thập niên do thiếu ý tưởng đột phá nhằm giải quyết các thách thức khoa học và kĩ thuật lớn.

Ông Wang nói, “kích cỡ của bong bóng khó kiểm soát, còn tàu ngầm thì gần như không thể điều khiển”. Trong khi di chuyển ở tốc độ cao trong quá trình sủi bong bóng, một bộ phận thăng bằng của tàu có thể bị bứt ra khỏi tàu nếu nó chạm phải nước do khi đó nước có độ đậm đặc cực lớn.

Cho dù nhiều nhà khoa học trên thế giới đang cố gắng tìm tòi trong các dự án tương tự, các bước tiến bộ mới nhất vẫn chưa được công bố do được xếp vào hàng bí mật quân sự.

Giáo sư Wang nói động lực chính cho các dự án này vẫn là giới quân sự, nên hầu hết các dự án nghiên cứu đều nằm sâu trong bức màn bí mật.

Theo VOV.