Trung Quốc áp dụng kỹ thuật hơn 2.000 năm trước cho máy bay chiến đấu

Trong khi tiêm kích tàng hình của Mỹ như F-22 Raptor đang chật vật với điểm yếu là lớp phủ hấp thụ radar bị bong tróc, Trung Quốc tuyên bố đã tìm ra giải pháp khắc phục cho máy bay chiến đấu thế hệ thứ năm của mình.

Gần đây, các nhà nghiên cứu công nghiệp quốc phòng Trung Quốc tiết lộ rằng công nghệ tàng hình tiên tiến trên máy bay chiến đấu thế hệ mới của họ có thể được cải tiến từ kỹ thuật dệt lụa jacquard thời nhà Hán, một kỹ thuật có từ năm 200 trước Công nguyên, tức khoảng 2.200 năm trước.

Máy bay chiến đấu tàng hình hiện đại, như các mẫu F-22 và F-35, dựa vào nhiều lớp phủ để hấp thụ tín hiệu radar, nhưng dưới ảnh hướng của môi trường, vật liệu này xuống cấp nhanh chóng.

Nhật ký bảo trì của Mỹ phát hiện, 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) cứ 3 tuần một lần với chi phí hơn 60.000 USD mỗi giờ bay.

Thêm vào đó, ở những vùng như Florida với độ ẩm cao và môi trường có nhiều muối càng làm trầm trọng thêm vấn đề bong tróc lớp phủ trên các chiến đấu cơ.

Từ lâu, các kỹ sư hàng không vũ trụ Trung Quốc đã chỉ trích cách giải quyết "chắp vá" như vậy. Thay vào đó, họ tìm kiếm giải pháp mang tính cấu trúc - một thứ được dệt vào tận "xương cốt" của vật liệu.

Theo một nghiên cứu được công bố trên báo Knitting Industries, giải pháp nằm ở một loại vải composite hai lớp, tích hợp các sợi dẫn điện, hấp thụ 90,6% sóng radar trong phổ 8-26GHz.

Vật liệu mới bền hơn, xử lý nhiều hơn 10 lần ứng suất kéo của lớp phủ truyền thống. Thiết kế phản ánh các phương pháp cổ xưa thường được sử dụng để mã hóa các thiết kế trên lụa thông qua việc bố trí sợi một cách chiến lược.

Phương pháp này không chỉ tránh được những hạn chế của lớp phủ bề mặt mà còn nhúng các hình học có khả năng hút sóng radar trực tiếp vào cấu trúc lớp phủ. Sợi thạch anh tạo thành lớp nền điện môi, trong khi sợi thép không gỉ tạo ra các mạch cộng hưởng phân tán năng lượng điện từ dưới dạng nhiệt.

Theo nhóm nghiên cứu thuộc Tập đoàn Khoa học và Công nghiệp Hàng không Vũ trụ Trung Quốc (CASIC) và Đại học Thiên Công do Giáo sư Jiang Qian dẫn đầu, vật liệu này là sự "kết hợp giữa hoa văn cổ xưa và điện từ học hiện đại".

Các nhà nghiên cứu cho biết, mỗi sợi dẫn điện được đặt một cách khéo léo để điều hướng và bẫy tín hiệu, giống cách các thợ dệt xưa kia sắp xếp các sợi lụa để vẽ những con rồng hay đám mây.

Các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm đã cho thấy một số ưu điểm cơ học ấn tượng. Vật liệu composite có thể chịu được ứng suất kéo 93,5 Megapascal, mạnh hơn 10 lần so với lớp phủ truyền thống. Độ bền này xuất phát từ cấu trúc dị hướng của lớp dệt, nơi các sợi chịu tải được căn chỉnh theo các vectơ ứng suất của máy bay, điều này cho phép sóng radar xuyên qua thay vì phản xạ.

Các nhà khảo cổ học truy tìm dấu vết nguồn gốc của kỹ thuật dệt jacquard từ các khung dệt thời nhà Thương (1600-1046 trước Công nguyên), trên đó các nghệ nhân dệt các hoa văn hình học bằng hệ thống "đa sợi ngang" thủ công.

Đến thời nhà Hán, chúng đã được phát triển thành những kỹ thuật tinh vi đạt tới 120 thanh sợi ngang, một công nghệ được bảo tồn trong khung dệt jacquard đầu tiên trên thế giới được khai quật tại lăng mộ Laoguanshan ở Thành Đô.

Một nhà sử học khoa học giấu tên ở Bắc Kinh nhận xét: "Những khung dệt thời nhà Hán không chỉ để làm đồ xa xỉ. Chúng giống những chiếc máy tính nhị phân thời kỳ đầu, lưu trữ mã dệt trong bộ nhớ vật lý. Và các kỹ sư quân sự ngày nay dường như đã hồi sinh trí tuệ đó".

Thu Trang