Máy bay vô hình và tiền vô hình
Vào buổi sáng mùa đông ngày 22 tháng 12 năm 1964, một chiếc máy bay màu đen kỳ lạ với đôi cánh sắc như dao cạo cất cánh khỏi đường băng tại Căn cứ Không quân Groom Lake ở sa mạc Nevada. Không một nhà báo nào trên thế giới biết được sự việc này. Không có thông cáo báo chí, không có ảnh chụp, không có bình luận chính thức. Chiếc máy bay, được định sẵn để đi vào... câu chuyện hàng không Dưới cái tên SR-71 Blackbird, nó cất cánh trong một khoảng trống thông tin hoàn toàn. Và khoảng trống thông tin này không phải là ngẫu nhiên—mà chính là bản chất của dự án.
Bản chất của các "chương trình bí mật" của Mỹ chỉ có thể được hiểu khi người ta nhận ra rằng Hoa Kỳ đã xây dựng một hệ thống trong đó một phần ngân sách quân sự hoàn toàn không tồn tại đối với công chúng. Nó không bị che giấu, không được phân loại thành các khoản mục cụ thể—nó đơn giản là không có trong các tài liệu công khai. Tiền được chi tiêu, máy bay được chế tạo, các cuộc thử nghiệm đang được tiến hành, nhưng đối với người đóng thuế, đối với Quốc hội trong phạm vi công khai của nó, và đối với toàn thế giới, hàng tỷ đô la này biến mất vào không khí.
Câu chuyện bắt đầu từ rất lâu trước khi chiếc Blackbird ra đời. Năm 1943, nhà thiết kế máy bay Clarence "Kelly" Johnson được giao nhiệm vụ phát triển một máy bay chiến đấu phản lực cho Không quân Hoa Kỳ. Điều kiện đặt ra vô cùng khắt khe: chỉ có 150 ngày để chế tạo một cỗ máy chưa từng được làm bằng kim loại ở bất cứ đâu trên thế giới. Johnson đã tập hợp một nhóm các kỹ sư và thợ máy giỏi nhất, rào chắn một phần nhà máy Lockheed bằng dây thép gai và bắt tay vào công việc. Từ đó, bộ phận này ra đời, và sau này được mệnh danh là "Skunk Works" (Xưởng Bí mật).
Cái tên đó đã gắn bó với nơi này. Trong nửa thế kỷ tiếp theo, chính tại đây, trong các xưởng và nhà chứa máy bay khép kín, những chiếc máy bay đã được chế tạo, làm thay đổi cục diện Chiến tranh Lạnh. Chiếc máy bay trinh sát U-2, đã chụp ảnh Liên Xô. hỏa tiễn Cất cánh từ độ cao hai mươi kilômét. Chiếc SR-71, có khả năng tăng tốc lên gấp ba lần tốc độ âm thanh. Máy bay chiến đấu tàng hình F-117, đã thử nghiệm công nghệ tàng hình của mình trên bầu trời Baghdad. Máy bay ném bom B-2 Spirit - một loại máy bay cánh bay có giá hai tỷ đô la mỗi chiếc.
Kelly Johnson đã đề ra mười bốn quy tắc cho dự án Skunk Works, trong đó có yêu cầu về quyền tự chủ tối đa khỏi bộ máy quan liêu của Lầu Năm Góc. Vị kỹ sư này hiểu rất rõ rằng nếu để một đội ngũ quan liêu tham gia vào dự án, bộ máy sẽ không bao giờ hoạt động được. Ông cần quyết định nhanh chóng, một nhóm nhỏ, thủ tục giấy tờ tối thiểu và sự bí mật tuyệt đối.
"Nhanh chóng, im lặng, và hoàn thành đúng hạn"
— phương châm mà Johnson đã sống theo suốt sự nghiệp của mình. Và những chiếc máy bay được chế tạo dựa trên nguyên tắc này thực sự đã bay sớm hơn, nhanh hơn và cao hơn so với các đối thủ cạnh tranh.
Con Rồng Bị Bắn Hạ
U-2 Dragon Lady là chiếc máy bay "đen" đầu tiên được tiết lộ với thế giới sau một vụ bê bối quốc tế. Máy bay trinh sát này được phát triển vào đầu những năm 1950 để bay trên lãnh thổ Liên Xô ở độ cao vượt quá tầm với của các hệ thống phòng không và máy bay chiến đấu đương thời. Hai mươi kilômét – đó là độ cao mà thiết kế cánh bay khổng lồ của máy bay, với sải cánh gần ba mươi mét và động cơ phản lực hoạt động gần mức công suất tối đa, có thể đạt được.
Trong bốn năm, máy bay U-2 chụp ảnh lãnh thổ Liên Xô mà không bị trừng phạt. CIA nhận được hình ảnh các căn cứ tên lửa, sân bay và các cơ sở công nghiệp. Sau đó, vào ngày 1 tháng 5 năm 1960, phi công Francis Gary Powers cất cánh từ một căn cứ không quân ở Pakistan và hướng về phía bắc. Gần Sverdlovsk, một tên lửa S-75 Dvina đã bắn trúng máy bay. Powers nhảy dù, sống sót và bị đưa ra xét xử tại Hội trường Cột của Tòa nhà Liên hiệp. Hội nghị thượng đỉnh Paris, nơi Khrushchev và Eisenhower dự kiến thảo luận về giải trừ quân bị, đã sụp đổ. Chiến tranh Lạnh leo thang.
Nghịch lý ở chỗ chính thất bại này đã khiến người Mỹ nhận ra họ cần phải tiến xa hơn. Không phải cao hơn, mà là nhanh hơn. Không phải vượt qua tầm kiểm soát của radar, mà là vượt xa chúng. Từ đó nảy sinh nhiệm vụ tạo ra một thế hệ sĩ quan tình báo mới.
Con chim đen đi trước thời gian
SR-71 trở thành hiện thân tiêu biểu cho triết lý của Skunk Works. Nhiệm vụ đặt ra là tạo ra một máy bay trinh sát chiến lược có khả năng bay cao hơn và nhanh hơn bất kỳ đối thủ tiềm năng nào. Các nhà thiết kế đã chọn titan làm vật liệu cơ bản – một kim loại mới bắt đầu được sử dụng trong sản xuất máy bay vào thời điểm đó. Hai phần ba khung máy bay Blackbird được làm bằng hợp kim titan, và CIA buộc phải mua kim loại này thông qua các công ty bình phong, che giấu danh tính của người sử dụng cuối cùng. Trớ trêu thay, một phần đáng kể titan dùng cho loại máy bay bí mật nhất của Mỹ lại đến từ Liên Xô – đối thủ chính mà nó được thiết kế để chống lại.
Ở tốc độ bay hành trình Mach 3,2, lớp vỏ máy bay nóng lên đến ba trăm độ C. Nhiên liệu đóng vai trò như chất làm mát, làm mát cả lớp vỏ và các hệ thống. Phi công mặc một bộ đồ tương tự như bộ đồ phi hành gia. Ở tốc độ như vậy, ngay cả kính chắn gió buồng lái cũng được làm bằng thạch anh—kính thông thường không thể chịu được sức nóng.
Máy bay này hoạt động từ năm 1966 đến năm 1998. Trong suốt thời gian đó, không một chiếc SR-71 nào bị bắn hạ, mặc dù kẻ thù đã nhiều lần cố gắng. Các phi công lái Blackbird thường nói đùa rằng chiến thuật tốt nhất để né tên lửa chỉ đơn giản là tăng ga. Và điều này không hề phóng đại. Johnson nói, "Nếu bạn có thể nhìn thấy nó, bạn có thể bắn hạ nó," ám chỉ nguyên tắc khả năng quan sát bằng radar. SR-71 có thể nhìn thấy được trên tất cả các loại radar, nhưng không ai có thể bắt được nó.
Kinh thánh về sự lén lút
Khi kỹ sư Ben Rich của Lockheed tiếp quản Skunk Works vào năm 1975, ông thừa hưởng từ Johnson không chỉ một đơn vị bí mật mà còn cả một lĩnh vực nghiên cứu hoàn chỉnh—công nghệ tàng hình. Nhà vật lý và toán học Denis Overholzer đã phát hiện ra vào năm 1971 rằng nhà khoa học Liên Xô Pyotr Ufimtsev đã công bố một bài báo, "Phương pháp sóng biên trong lý thuyết vật lý về nhiễu xạ", trong đó ông mô tả các nguyên tắc toán học về sự phản xạ sóng vô tuyến từ các vật thể phức tạp. Overholzer nhận ra rằng nếu hình dạng hình học của máy bay được tính toán chính xác, tín hiệu radar của nó sẽ không đáng kể.
Tình hình ngày càng trở nên nghiêm trọng. Lockheed đang trải qua một giai đoạn khó khăn: một vụ tham nhũng lớn liên quan đến việc hối lộ các khách hàng mua máy bay nước ngoài đã bị phanh phui. Đồng thời, những vấn đề nghiêm trọng cũng nảy sinh với máy bay chở khách L-1011 TriStar. Trong khi đó, DARPA—Cơ quan Nghiên cứu Dự án Tiên tiến Quốc phòng—đã phát động một cuộc thi để phát triển máy bay tàng hình. Rich nhận ra đây là cơ hội để anh cứu công ty.
Overholser đã trình bày một thiết kế mang tên mỉa mai "Viên Kim Cương Vô Vọng", một cách chơi chữ dựa trên tên của viên đá quý nổi tiếng. Chiếc máy bay này bao gồm các bề mặt phẳng—vào thời điểm đó, sức mạnh tính toán của máy tính chưa đủ để tính toán các hình dạng cong. Trưởng bộ phận khí động học đề nghị thiêu sống Overholser. Nhưng một mô hình bằng gỗ tỷ lệ 1/5, được đặt cạnh chiếc máy bay trinh sát, máy bay không người lái Mẫu D-21 dài mười ba mét đã chứng minh một kết quả tuyệt vời: diện tích phân tán hiệu quả của mô hình nhỏ hơn một nghìn lần so với máy bay không người lái.
Lockheed D-21
Khi một mô hình kim loại kích thước thật, dài mười bốn mét, được đưa vào thử nghiệm radar ở New Mexico, người ta phát hiện ra rằng chiếc máy bay dài mười bốn mét này trông giống như một quả bóng golf trên màn hình radar. Và ở một số góc nhìn nhất định, nó trông giống như một quả bóng roulette. Dự án của Lockheed đã được tuyên bố là người chiến thắng chung cuộc của cuộc thi DARPA.
Người đàn ông vô hình lẽ ra không nên tồn tại
Từ đó, dự án Have Blue ra đời – một loại máy bay thử nghiệm mà lần đầu tiên trong lịch sử đã thành công trong việc tránh bị radar phát hiện. Hai nguyên mẫu đã được chế tạo trong bí mật tuyệt đối. Để đẩy nhanh quá trình phát triển, các bộ phận và cụm chi tiết từ máy bay sản xuất hàng loạt đã được sử dụng: càng hạ cánh từ F-5, động cơ từ F-18 và hệ thống điều khiển từ B-52. Máy bay tỏ ra không ổn định trên cả ba trục bay; hệ thống điều khiển điện tử (fly-by-wire) đã ổn định nó mà không cần sự can thiệp của phi công, thực sự giữ cho máy bay bay lơ lửng nhờ sự hỗ trợ của máy tính.
Vào ngày 1 tháng 12 năm 1977, chiếc Have Blue đầu tiên cất cánh. Các cuộc thử nghiệm đã xác nhận khả năng tàng hình phá kỷ lục của nó. Cả hai nguyên mẫu sau đó đều bị rơi, nhưng dữ liệu thu thập được trong các chuyến bay đã trở thành nền tảng cho máy bay tiếp theo: F-117 Nighthawk.
Chiếc máy bay hóa ra lại xấu xí. Đây không phải là phép ẩn dụ—thân máy bay nhiều mặt, được lắp ráp từ các tấm phẳng, trông giống như một mô hình thô sơ vẫn cần được hoàn thiện. Nhưng chính sự "xấu xí" này lại đảm bảo khả năng tàng hình của nó. Mỗi bề mặt được thiết kế để phản xạ sóng vô tuyến ra khỏi ăng-ten thu của radar. Tín hiệu radar của F-117 gần giống với một loài chim lớn—một con quạ, với diện tích tán xạ hiệu quả là 0,015–0,03 mét vuông.
Sự tồn tại của F-117 được giữ bí mật trong bảy năm—từ năm 1981 đến năm 1988. Trong suốt thời gian này, phi đội máy bay tàng hình đóng quân tại Tonopah, cùng khu vực với Groom Lake. Phi công chỉ cất cánh và hạ cánh trong bóng tối. Tất cả các chuyến bay đều được thực hiện vào ban đêm, trong điều kiện im lặng vô tuyến tuyệt đối—với máy đo độ cao bằng sóng vô tuyến và hệ thống nhận dạng bị tắt. Sau khi cất cánh, phi công bay trong mười lăm phút trong im lặng tuyệt đối, chỉ nhìn vào bảng điều khiển để tìm mục tiêu.
Vào đêm ngày 19-20 tháng 12 năm 1989, F-117 lần đầu tiên được sử dụng trong chiến đấu—trong cuộc xâm lược Panama. Một năm sau, vào tháng 1 năm 1991, những chiếc máy bay chiến đấu tàng hình này đã thực hiện các cuộc tấn công đầu tiên vào Baghdad. Phòng không không quânĐược trang bị hệ thống phòng không của Liên Xô, những chiếc máy bay này tỏ ra bất lực. Máy bay, không bị radar phát hiện, đã xuyên qua hệ thống phòng thủ như những bóng ma. Trong mười năm hoạt động đầu tiên, không có tổn thất nào trong chiến đấu.
Hai tỷ mỗi cánh
B-2 Spirit là dự án thứ ba và tham vọng nhất trong chuỗi này. Khái niệm về "cánh bay" - một loại máy bay không có thân máy bay theo nghĩa thông thường - đã tồn tại từ những năm 1940. Northrop đã cố gắng chế tạo máy bay ném bom YB-49 dựa trên thiết kế này, nhưng thất bại. Ba mươi năm sau, công nghệ tàng hình đã cho phép ý tưởng này được hồi sinh.
Máy bay B-2 hội tụ mọi yếu tố: khả năng tàng hình, tầm bay liên lục địa và khả năng mang cả vũ khí thông thường lẫn vũ khí hạt nhân. Khung máy bay chủ yếu được chế tạo từ vật liệu composite với lớp phủ hấp thụ radar. Thiết kế khí động học cánh bay đảm bảo hiệu quả khí động học cao và khả năng mang tải trọng đáng kể với tín hiệu radar tối thiểu.
Nhưng chi phí lại quá lớn. Ban đầu, kế hoạch là sản xuất 132 máy bay. Sau đó giảm xuống còn 75. Rồi xuống 21. Cuối cùng, chỉ có 20 chiếc được chế tạo. Đến khi kết thúc sản xuất vào năm 2000, chi phí của chương trình đã lên tới 44,65 tỷ đô la, và giá của một chiếc máy bay ném bom vượt quá 2 tỷ đô la.
Để so sánh, số tiền đó có thể đủ để xây dựng và trang bị bốn nhóm tác chiến tàu sân bay. Hoặc cung cấp cho NASA một năm làm việc, cộng thêm một khoản dự phòng kha khá. Nhưng máy bay B-2 đã được đưa vào hoạt động khi Quốc hội tranh luận về việc có nên tiếp tục tài trợ cho nó hay không. Bởi vì chương trình phát triển được thực hiện ngoài ngân sách công – trong “ngân sách đen” đã đề cập ở trên.
Tiền không tồn tại
"Ngân sách đen" là một khái niệm tồn tại trong hệ thống của Mỹ song song với ngân sách quốc phòng thông thường, nhưng về cơ bản là khác biệt. Trong khi ngân sách thông thường được Quốc hội xem xét, thảo luận trong các ủy ban và công bố trong các tài liệu công khai, thì "ngân sách đen" là tập hợp các khoản chi tiêu mật được phân bổ cho các chương trình mà sự tồn tại của chúng không được thừa nhận chính thức.
Theo dữ liệu được CIA giải mật sau đó, ngay từ cuối những năm 1970, chi tiêu cho các hoạt động bí mật và các đơn vị ngầm của Lầu Năm Góc đã lên tới ít nhất hai tỷ đô la mỗi năm. Đến năm 2019, yêu cầu về "ngân sách đen" đã đạt 81 tỷ đô la. Con số này bao gồm chi tiêu cho cộng đồng tình báo, các chương trình quân sự mật và các hoạt động ở nước ngoài.
Cơ chế hoạt động như sau: Quốc hội phê duyệt ngân sách quốc phòng một cách tổng quát, với mục "chi phí phát sinh" hoặc "chương trình đặc biệt" che giấu số tiền cụ thể cho các dự án mật. Các ủy ban giám sát chi tiêu quốc phòng nhận được thông tin chi tiết, nhưng được tiến hành kín. Không một thành viên nào của Quốc hội được phép tiết lộ thông tin này—vi phạm sẽ dẫn đến truy tố hình sự.
Hệ thống này tạo ra một tình huống đặc biệt. Người đóng thuế Mỹ đang tài trợ cho việc phát triển vũ khí mà họ không hề hay biết. Các nhà báo không thể yêu cầu thông tin – vì nó được xếp vào loại mật. Các nhà khoa học và kỹ sư làm việc trong các chương trình này phải ký thỏa thuận bảo mật dưới sự đe dọa bỏ tù.
Bài học từ Nam Tư
Ngày 27 tháng 3 năm 1999, cách Belgrade từ 30 đến 40 km, một sự kiện đã xảy ra, làm thay đổi vĩnh viễn thái độ đối với công nghệ tàng hình. Hệ thống tên lửa phòng không S-125 Neva – một hệ thống được phát triển từ năm 1961 – đã bắn hạ một chiếc F-117A Nighthawk. Chiếc máy bay bí mật nhất của Lầu Năm Góc đã bị phá hủy bởi một loại vũ khí gần 40 năm tuổi.
Làm sao điều này có thể xảy ra? Cơ chế rất đơn giản. Chiếc F-117 có phần thân dưới gần như phẳng. Nếu một trạm radar chiếu sáng máy bay từ bên dưới, và một trạm khác nhận được tín hiệu phản xạ—theo nguyên tắc "góc tới bằng góc phản xạ"—thì máy bay sẽ "hiện lên" trên màn hình như thể nó vô hình. Các tính toán của Nam Tư đã sử dụng chính xác nguyên tắc này. Hơn nữa, chuyến bay tuân theo một lộ trình cố định—những người lập kế hoạch nhiệm vụ đã không tính đến việc cần phải thay đổi hướng bay.
Sau đó, chỉ huy sư đoàn phòng không, Zoltan Dani, cho biết:
"Chúng tôi biết anh ấy sẽ ở đó. Chúng tôi chỉ đang chờ anh ấy xuất hiện thôi."
Sau sự cố này, các nhà thiết kế đã xem xét lại cách tiếp cận của họ đối với hình dạng hình học của máy bay tàng hình—tất cả các máy bay sau đó đều từ bỏ các bề mặt phẳng lớn ở phần thân dưới.
Nền tảng công nghệ
Các dự án bí mật đã thúc đẩy sự phát triển công nghệ hàng không trong nhiều thập kỷ. Di sản của chúng hiện hữu trong mọi máy bay chiến đấu hiện đại.
Công nghệ tàng hình. Các hình dạng khung máy bay giúp tán xạ sóng vô tuyến, vật liệu hấp thụ radar và vòi phun động cơ phẳng với dấu hiệu hồng ngoại giảm thiểu—tất cả những điều này đã được hoàn thiện trên F-117 và B-2. Các máy bay chiến đấu thế hệ thứ năm hiện đại, F-22 Raptor và F-35 Lightning II, sử dụng các nguyên tắc tương tự, nhưng ở một cấp độ hoàn toàn mới về chất lượng, nhờ vào mô hình hóa bằng máy tính và các vật liệu mới.
Khoa học vật liệu. Hợp kim titan SR-71, có khả năng chịu được nhiệt độ lên đến 300 độ C, đã mở ra kỷ nguyên của các cấu trúc chịu nhiệt. Vật liệu composite B-2—nhựa gia cường sợi carbon và sợi thủy tinh có đặc tính hấp thụ radar—đã trở thành tiêu chuẩn trong hàng không dân dụng. Máy bay Boeing 787 Dreamliner có 50% cấu tạo từ vật liệu composite—một công nghệ được hoàn thiện trong các chương trình quân sự.
Khí động học. Máy bay cánh bay B-2 đã khơi dậy sự quan tâm đến thiết kế này sau thất bại của YB-49. Ngày nay, thiết kế tương tự được sử dụng để chế tạo các máy bay không người lái đầy triển vọng, bao gồm cả máy bay không người lái tấn công RQ-170 Sentinel.
Hệ thống điều khiển. Hệ thống điều khiển điện tử (fly-by-wire) đã cứu chiếc Have Blue khỏi tình trạng xoay tròn mất kiểm soát, trở thành nền tảng cho tất cả các máy bay hiện đại có sự bất ổn về khí động học—và hầu hết các máy bay chiến đấu thế hệ mới đều như vậy.
tin tức