Nga, châu Âu chạy đua chế siêu trực thăng

Hiện nay, hầu hết các loại trực thăng dân sự, quân sự trên thế giới đều chỉ có khả năng đạt trần bay 6.000m, tốc độ trên dưới 300km/h. Đấy gần như là ngưỡng giới hạn khó vượt qua trong suốt hàng chục năm phát triển trực thăng. Một số quốc gia mà đi đầu là Nga, châu Âu đang nỗ lực phá vỡ ngưỡng giới hạn đó.

Nga phát triển trực thăng bay cao hơn 8.000m

Thế hệ máy bay trực thăng mới nhất của Nga Mi-38 đã lập kỷ lục mới về độ cao tại giải thể thao trực thăng thế giới lần thứ 14, khi có thể vươn hơn 8.600m, tới được đỉnh Everest. Trong khi đó, Nga cũng đang phát triển một siêu trực thăng có tốc độ tới 800km/h.

Theo Giám đốc điều hành Công ty Cổ phần Trực thăng Nga, trực thăng mới sẽ được thử nghiệm và đi vào hoạt động từ giai đoạn 2018-2020. Chương trình trực thăng mới sẽ được chia thành 2 giai đoạn. Giai đoạn đầu tiên sẽ phát triển một mẫu thiết kế để hoàn thiện thiết kế khí động học. Tốc độ của loại trực thăng mới ở giai đoạn này chỉ cao hơn khoảng 25% so với trực thăng hiện tại. Từ kinh nghiệm có được của mẫu thiết kế, giai đoạn thứ 2 sẽ phát triển một siêu trực thăng có đặc tính kỹ thuật cao, có tốc độ nhanh gấp 2,5 lần so với trực thăng hiện tại.

Siêu trực thăng mới được phát triển dựa trên mẫu trực thăng tốc độ cao Ka-90 đang được Tập đoàn Kamov phát triển. Đó sẽ là một trực thăng lai với 2 hệ thống động lực riêng biệt, một động cơ cánh quạt đơn sẽ được sử dụng để cất và hạ cánh. Khi lên đến một độ cao nhất định, cánh quạt sẽ ngưng hoạt động, động cơ phản lực ở hai bên hông máy bay sẽ được khởi động để tạo lực đẩy trực thăng bay đi. Lúc này, cánh quạt chính sẽ hoạt động như một cánh ổn định cho trực thăng. Giải pháp thiết kế này giúp trực thăng đạt tốc độ tới 800km/h, tương đương với các máy bay phản lực hiện đại.

Song song với việc phát triển trực thăng tốc độ cao, Nga cũng nghiên cứu phát triển trực thăng bay ở độ cao lớn. Một trực thăng vận tải đa dụng Mi-38 của Nga đã bay lên tới độ cao 8.500m trong một cuộc thử nghiệm. Với độ cao này, trực thăng vận tải Mi-38 của Nga đã chính thức phá vỡ kỷ lục về độ cao của không chỉ máy bay trực thăng vận tải mà còn bay cao hơn cả các loại máy bay trực thăng quân sự trên thế giới.

Trước Nga, Trung Quốc là nước giữ kỷ lục trực thăng bay cao nhất thế giới, với trực thăng vận tải AC313 bay cao 8.000m. Trong tương lai, với động cơ mới TV7-117V mạnh hơn và cấu trúc máy bay được thiết kế lại, trực thăng Mi-38 có thể phá vỡ kỷ lục độ cao do chính nó thiết lập.

Trực thăng vận tải đa dụng Mi-38 được sản xuất để thay thế hai loại trực thăng Mi-8 và Mi-17 trong vai trò vận tải dân sự và quân sự. Mi-38 có tốc độ tối đa 285km/h, tầm hoạt động 885km.

Trong khi đó, công ty Eurocopter của châu Âu đã bước vào giai đoạn 2 thử nghiệm trực thăng cao tốc X3. Mục tiêu đặt ra của giai đoạn này là đạt tốc độ bay 407km/h. Tuy nhiên, mốc này đã bị phá khi bay thử nghiệm. X3 đã đạt tốc độ 430km/h và duy trì trong vài phút. Kết quả này đạt được trong chuyến bay thứ ba, sau khi cải tiến hộp số, cho phép động cơ hoạt động hết công suất.

Mục tiêu của chương trình phát triển trực thăng của Eurocopter là chế tạo máy bay có khả năng cất/hạ cánh thẳng đứng và có tốc độ bay hành trình hơn 410km/h. Eurocopter bắt đầu bay thử X3 vào tháng 9/2010. Ở giai đoạn thử nghiệm đầu tiên, tháng 11/2010, X3 đã đạt tốc độ 324km/h khi công suất động cơ được cố ý giảm đi.

Sau khi mẫu chế thử X3 được xác nhận có khả năng bay, các chuyên gia của Eurocopter đã thay thế hệ thống truyền động, cải tiến hộp số, nhờ đó động cơ có khả năng hoạt động hết công suất. Theo các phi công thử nghiệm, tất cả các hệ thống của X3 đã hoạt động ổn định ở tốc độ cao, kể cả khi tắt máy lái tự động. Máy bay chỉ phát sinh rung động nhỏ, không phải sử dụng các hệ thống giảm rung thụ động và chủ động.

Trực thăng X3 có sơ đồ thiết kế cánh quạt hỗn hợp với 1 cánh quạt nâng và 2 cánh quạt đẩy lắp trên 2 mút cánh. Mẫu chế thử X3 sử dụng thân vỏ của trực thăng Dauphin và được trang bị 2 động cơ tua bin trục dẫn động cánh quạt nâng 5 lá cánh và 2 cánh quạt bổ trợ trên đầu mút 2 cánh ngắn 2 bên thân. Kết cấu như vậy cho phép X3 đạt tốc độ cao. Máy bay này có điểm khác với sơ đồ máy bay cánh quạt hỗn hợp ở chỗ có đuôi ngang lớn. Nhờ giải pháp kỹ thuật này mà trực thăng kết hợp được các phẩm chất của máy bay và trực thăng (cất/hạ cánh thẳng đứng).

Dự kiến, X3 được chế tạo theo nhiều biến thể và thực hiện nhiều nhiệm vụ như tìm cứu tầm xa, tuần tra biên giới, vùng biển gần bờ, chuyên chở hàng hóa, chở quân, chở người, tải thương...

Nhờ có tốc độ hành trình cao và khả năng cất, hạ cánh khi không có đường băng, máy bay có thể dùng cho nhiệm vụ đặc biệt, kể cả chuyên chở và bốc rút các toán trinh sát, hoạt động tìm cứu trong chiến đấu, tải thương. Trực thăng tương lai này sẽ đạt tốc độ cao hơn 50% so với các mẫu hiện có ở mức chi phí khai thác tương đương.