Cắt lát công nghệ thiết kế xe tăng hiện đại

Triết lý thiết kế của Tesla

Nhưng thời gian sẽ bắt kịp mọi thứ - kể cả những con quái vật thép nặng 70 tấn được chế tạo để chịu được sức nổ của đạn pháo và tên lửa. Đến năm 2050, một thế hệ xe tăng mới sẽ thay thế những phương tiện từ thời Tổng thống Mỹ Ronald Reagan. Những chiếc xe tăng mới sẽ không hoàn toàn xa lạ mà có thể trông giống như những cỗ máy ngày nay, với tháp pháo xoay và bánh xích. Và, thay vì phải chịu chi phí khổng lồ để phát triển và sản xuất một thiết kế hoàn toàn mới, nhiều quốc gia như Mỹ và Đức đang xây dựng từ những mô hình hiện có.

Tuy nhiên, xe tăng vào giữa thế kỷ 21 có nhiều tính năng mới. Chúng nhỏ hơn và nhẹ hơn, do đó cơ động hơn và dễ vận chuyển bằng đường hàng không hoặc đường biển hơn. Chúng sẽ có động cơ lai hoặc điện, phóng máy bay không người lái của riêng mình và có hệ thống phòng thủ ngăn chặn máy bay không người lái của đối phương. Chúng cũng được số hóa và tự động hóa cao - bao gồm cả việc phụ thuộc nhiều vào trí tuệ nhân tạo (AI).

James Black, trợ lý giám đốc Quốc phòng tại tổ chức nghiên cứu RAND Europe, bình luận: “Điều này có nghĩa là kết hợp những tiến bộ trong hệ thống năng lượng, áo giáp, ngụy trang và một số công nghệ bảo vệ khác - cảm biến trên xe, hệ thống quản lý chiến đấu kỹ thuật số và hỏa lực - được cải thiện. Điều này cũng có nghĩa là AI và tính tự chủ, cả về mặt tự động hóa nhiều hơn nhiệm vụ của kíp lái xe tăng và về mặt ghép nối những phương tiện có người lái với các hệ thống trên bộ hoặc trên không không người lái để chiến đấu như một hệ thống của các hệ thống”.

Mick Ryan, một thiếu tướng đã nghỉ hưu của Lực lượng Phòng vệ Australia, chia sẻ: “Thế hệ xe tăng tiếp theo sẽ phải bắt chước một số triết lý thiết kế của Tesla. Xe tăng chiến đấu chủ lực sẽ cần phải là một chương trình máy tính bọc quanh chiếc xe. Chúng phải có kiến trúc mở và hệ thống kỹ thuật số có thể nâng cấp nhanh chóng”. Khi chiến tranh thế giới thứ 2 bắt đầu năm 1940, xe tăng chỉ nặng khoảng 5 tấn. Ngày nay, phiên bản M1A2 của Abrams đứng đầu với trọng lượng khoảng 70 tấn. Điều này cho phép Abrams chứa một lượng hỏa lực và giáp ấn tượng, nhưng những chiếc xe hạng nặng lại làm hỏng đường nhựa, bị kẹt trong bùn và khó vận chuyển đến chiến trường.

Thiếu tướng Glenn Dean, Giám đốc điều hành Chương trình Hệ thống tác chiến mặt đất của Quân đội Mỹ, cho biết: “Xe tăng Abrams không thể tăng thêm khả năng nếu không tăng thêm trọng lượng và chúng ta cần giảm bớt dấu ấn hậu cần của nó”. Yếu tố vận chuyển đặc biệt quan trọng đối với những quốc gia viễn chinh như Mỹ và Anh, những nước tham chiến ở nước ngoài - nghĩa là xe bọc thép của họ phải được vận chuyển bằng máy bay và tàu chở hàng khan hiếm.

Ryan, chỉ huy một lữ đoàn cơ giới của Australia, giải thích: “Xe tăng chiến đấu chủ lực thế hệ tiếp theo sẽ cần phải có khả năng triển khai chiến lược hơn trong khi vẫn có khả năng sống sót về mặt chiến thuật. Điều này có nghĩa là chúng sẽ phải nhẹ hơn và có thể di chuyển nhanh chóng bằng đường không, đường biển và đường bộ”. Kế hoạch hiện tại của Quân đội Mỹ cho xe tăng thế hệ tiếp theo là phát triển phiên bản nhẹ hơn của Abrams. Xu hướng này đã có thể thấy ở những chiếc xe tăng gần đây hơn như K2 Black Panther của Hàn Quốc và Type 10 của Nhật Bản, nặng khoảng 50 - 55 tấn. Những tiến bộ trong công nghệ động cơ cũng giúp giảm thêm trọng lượng của thiết kế trong tương lai.

Mức tiêu thụ nhiên liệu

Mẫu xe tăng tiêu thụ nhiên liệu nhiều nhất là M1 Abrams - một loại xe có khả năng cao, tránh xa động cơ diesel truyền thống để chuyển sang hệ thống động cơ tua-bin khí mạnh mẽ, cung cấp khả năng tăng tốc và mã lực cao. Nhưng mức tiêu thụ nhiên liệu của Abrams là 3 gallon cho mỗi dặm. Điều đó đủ gây khó khăn cho quân đội Mỹ - việc tiếp nhiên liệu cho xe tăng là mối quan tâm quan trọng. Xe chở nhiên liệu dễ bị tấn công, bùn và địa hình gồ ghề cản trở các đoàn xe tiếp tế có bánh xe. Điều này đã thúc đẩy quân đội tìm cách giảm gánh nặng hậu cần của thiết giáp. Một giải pháp là động cơ lai điện - cùng khái niệm được tìm thấy trên phương tiện tiêu dùng như ô tô Toyota Prius - kết hợp động cơ diesel với động cơ điện và pin.

Ngoài việc cải thiện mức tiêu thụ nhiên liệu so với động cơ xăng hoặc diesel thuần túy, động cơ lai có độ tin cậy cơ học tốt hơn - động cơ êm hơn, ít có khả năng báo động kẻ thù và tổng thể là một chiếc xe nhẹ hơn. Abrams thế hệ tiếp theo có thể sẽ được trang bị động cơ hybrid. Nhà sản xuất quốc phòng General Dynamics đã chứng minh điều đó bằng xe trình diễn công nghệ AbramX - được trang bị động cơ diesel-điện sử dụng ít hơn 50% nhiên liệu so với M1 chạy bằng xăng hiện tại. Và xe tăng trong tương lai sẽ cần tất cả lượng điện mà chúng có thể có được.

Đối với xe tăng chạy hoàn toàn bằng điện, điều đó có lẽ vẫn chưa khả thi. Hết điện giữa trận chiến là một vấn đề - cũng như việc tìm trạm sạc trên chiến trường.

Trang bị súng lớn hơn

Pháo xe tăng đã trở nên lớn hơn và mạnh mẽ hơn qua từng năm. Trong Thế chiến 2, xe tăng thường có cỡ nòng khoảng 75mm, sau đó là súng trường 90mm và 105mm trong hầu hết thời kỳ Chiến tranh Lạnh. Đến những năm 1980, xe tăng phương Tây và Liên Xô chủ yếu được trang bị pháo nòng trơn khoảng 120mm, vẫn là tiêu chuẩn cho đến ngày nay. Hệ thống chiến đấu mặt đất chính - một sáng kiến chung của Pháp-Đức nhằm phát triển xe tăng chiến đấu chủ lực vào năm 2040 - có thể được trang bị pháo 140mm.

Vào những năm 1980, quân đội Mỹ cũng đã thử nghiệm pháo Abrams 140mm. Xe tăng mới sẽ được trang bị hệ thống nạp đạn tự động, thay thế người nạp đạn bằng hệ thống cơ học để nạp đạn cho pháo. Điều này cho phép xe tăng, chẳng hạn như T-72 của Nga, giảm quy mô kíp lái từ 4 xuống còn 3, do đó cho phép tạo ra một phương tiện nhỏ hơn và nhẹ hơn. Những người chỉ trích cho rằng hệ thống nạp đạn tự động không đáng tin cậy bằng con người, đó là một lý do tại sao một số xe tăng - chẳng hạn như Abrams, Challenger và Merkava - có kíp lái thứ tư để nạp đạn cho pháo. Nhưng việc thúc đẩy sản xuất xe tăng mỏng hơn có nghĩa là máy nạp đạn tự động có thể sẽ trở thành tiêu chuẩn.

Xe tăng thường bao gồm một tháp pháo xoay được gắn trên khung gầm xích, với bốn đến năm kíp lái, kể từ những năm 1920. Tùy thuộc vào thiết kế, phần lớn kíp lái - chỉ huy, pháo thủ và người nạp đạn (nếu không lắp bộ nạp đạn tự động) - sẽ ở trong tháp pháo, với người lái xe ở trong thân xe bọc thép dày hơn. Tháp pháo tạo ra mục tiêu nhỏ hơn thân xe, nhưng nếu bị trúng đạn hoặc tên lửa và xuyên thủng, hậu quả có thể là thảm khốc. Thế hệ xe tăng tiếp theo có cách bố trí rất khác: tháp pháo được tự động hóa, trong khi kíp lái được bảo vệ an toàn trong thân xe. Đó là cách tiếp cận mà Nga đã thực hiện với T-14 Armata, xuất hiện tại cuộc diễu binh quân sự năm 2015 ở Moscow khiến giới phân tích phương Tây kinh ngạc. Kíp lái gồm ba người của Armata vận hành xe tăng từ một khoang bọc thép bên trong thân xe và vận hành tháp pháo bằng điều khiển từ xa.

Cách tiếp cận này có phần gợi nhớ đến “súng tấn công” của Thế chiến 2. Về cơ bản, đây là những xe tăng không có tháp pháo - với pháo được lắp ở phía trước và kíp lái ở bên trong thân xe. Mặc dù chúng rẻ hơn xe tăng, nhưng việc không có tháp pháo xoay và súng cố định có nghĩa là toàn bộ xe phải xoay để tấn công mục tiêu. Nhưng công nghệ, chẳng hạn như màn hình vi tính và AI, cho phép xe tăng thế hệ tiếp theo có được những ưu điểm tốt nhất của cả hai thế giới: tháp pháo có thể di chuyển và kíp lái được bảo vệ tốt.

Mặc dù có sự kính sợ do những con quái vật kim loại lớn phun lửa tạo ra, xe tăng chưa bao giờ là bất khả xâm phạm. Chúng đã trở thành nạn nhân của tên lửa chống tăng, bệ phóng tên lửa cầm tay, mìn, đạn pháo và bom. Điều này dẫn đến nhiều tuyên bố rằng xe tăng… đã chết. Lời tuyên bố này còn quá sớm. Nhiều biện pháp phòng thủ sẽ bảo vệ xe tăng thế hệ tiếp theo. Những hệ thống bảo vệ chủ động, như Trophy của Israel, sử dụng radar phát hiện tên lửa chống tăng đang bay tới, sau đó sử dụng máy gây nhiễu và lựu đạn khói đánh lạc hướng các loại đạn này, hoặc thậm chí bắn các đầu đạn nhỏ để bắn hạ chúng.

Vấn đề với việc lắp đặt hệ thống bảo vệ chủ động vào các xe hiện có khiến chúng tăng thêm trọng lượng. Nhưng ngay từ đầu, xe tăng mới sẽ được thiết kế để kết hợp những biện pháp đối phó phòng thủ chống lại tên lửa. Đối với phòng thủ chống lại máy bay không người lái, xe tăng trong tương lai được trang bị máy gây nhiễu để phá vỡ hệ thống dẫn đường của máy bay không người lái (UAV).

Khó bị phát hiện hơn

Ryan phát biểu: “Những yếu tố chính cần được giảm bao gồm tiếng ồn, khí thải, phát xạ điện từ, nhiệt và hình ảnh. Điều này đòi hỏi hệ thống ngụy trang mới và các hệ thống bổ sung như lưới nhiệt”. Bất kể thế hệ xe tăng tiếp theo trông như thế nào, chúng sẽ được thiết kế riêng để hoạt động với máy bay không người lái - hoặc thậm chí là phóng máy bay của riêng chúng. Xe tăng có người lái được hỗ trợ bởi nhiều loại robot trinh sát và tấn công - cả trên không và trên mặt đất.

Ryan đánh giá: “Xe tăng chiến đấu chủ lực có kíp lái đóng vai trò là trung tâm chỉ huy và mạng lưới cho nhiều xe chiến đấu và hỗ trợ trên bộ không người lái hơn”. Sự kết hợp giữa máy bay và trực thăng có người lái và không người lái đã tạo nên tiếng vang lớn. Không quân Mỹ có ý định xây dựng một phi đội máy bay không người lái chiến đấu - giống như máy bay chiến đấu phản lực nhỏ - để hỗ trợ máy bay chiến đấu có người lái F-35. Australia đang ghép nối máy bay phản lực và máy bay không người lái trong dự án Loyal Wingman của mình, trong khi quân đội Mỹ thử nghiệm ghép nối trực thăng tấn công AH-64 Apache với UAV chiến thuật.

Quá trình tương tự cũng đang diễn ra đối với xe bọc thép. Ví dụ, nhà thầu Quốc phòng General Dynamics phát triển một biến thể của Stryker, được gọi là StrykerX, được trang bị bốn máy bay không người lái cảm tử Switchblade. Và có rất nhiều robot đóng vai trò là vệ sĩ và bạn đồng hành cho xe tăng. Ví dụ, THeMIS (Hệ thống bộ binh mô-đun lai ghép theo dõi), từ công ty Milrem Robotics của Estonia, là một robot điều khiển từ xa, có bánh xích nặng hai tấn, được trang bị tên lửa chống tăng, pháo 30mm hoặc súng máy.

Xe tăng thế hệ tiếp theo không được sản xuất hàng loạt như trong Thế chiến 2. Nhưng chúng được thiết kế để có thể nâng cấp, với kiến trúc mở cho phép cải tiến dễ dàng phần mềm, cảm biến và nhiều thành phần khác. Thực tế là xe tăng thời Chiến tranh Lạnh vẫn còn tồn tại cho thấy nó vẫn chưa chết và thế hệ xe tăng tiếp theo có thể có tuổi thọ thậm chí còn dài hơn.