Tàu ngầm Trường Sa 1 và công nghệ độc đáo mang tên AIP

Sáng 28/3, chiếc tàu ngầm tự chế mang tên Trường Sa 1 của ông Nguyễn Quốc Hòa ở Thái Bình đã được thử nghiệm tại một hồ nước tại Khu công nghiệp Vĩnh Trà ở tỉnh này. Chiếc tàu ngầm này cũng từng là chủ đề “dậy sóng” trong cộng đồng mạng thời gian qua về khả năng sáng tạo của người Việt.

Trường Sa 1 không chỉ là chiếc tàu ngầm tự chế đầu tiên tại Việt Nam mà nó còn làm nhiều người ngạc nhiên, bán tín bán nghi khi được cho là sử dụng hệ thống tuần hoàn khí độc lập (AIP), vốn là kỹ thuật cực kỳ tiên tiến hiện mới chỉ được một vài quốc gia áp dụng.

Theo ông Trà, Trường Sa 1 đã trải qua nhiều lần thử nghiệm thành công tại bể chứa, kể cả là đối với hệ thống không khí tuần hoàn độc lập lắp đặt trong tàu ngầm. Lần thử nghiệm tại hồ nước lần này sẽ để kiểm tra  bánh lái, hệ thống điện tử và một số tính năng khác của con tàu.

Tàu ngầm Trường Sa 1 được thử nghiệm tại hồ nước ngày 28/3.

Theo thiết kế, tàu ngầm Trường Sa 1 có lượng choán nước 12 tấn khi lặn và 9,2 tấn khi nổi. Bán kính hoạt động 800km. Tàu lặn sâu 50m, có khả năng di chuyển sát hay nằm im dưới đáy biển. Tàu có 2 động cơ 90Hp. Tuy nhiên, một vài khả năng hoạt động đã được giảm xuống để đảm bảo an toàn, chẳng hạn như bán kinh hoạt động chỉ còn 100km, tốc độ giảm xuống còn 10 hải lý, và thời gian lặn chỉ khoảng 3-5 tiếng. 

Tiến độ đóng, giao tàu ngầm Kilo cho Việt Nam

“Lộ” mẫu tàu chiến SIGMA 9814 do Hà Lan đóng cho Việt Nam

Tàu ngầm TP.HCM sắp về cảng Cam Ranh

Tàu ngầm Kilo thứ hai về VN phải thay đổi lộ trình do máy bay Malaysia mất tích

Trường Sa 1 sử dụng công nghệ AIP vốn mới chỉ có một số ít nước phát triển như Nhật, Pháp, Thụy Điển… áp dụng thành công. AIP là công nghệ cao cấp nhất trong phát triển tàu ngầm hiện nay. Các tàu ngầm AIP có thể hoạt động lâu hơn dưới đáy biển, giúp đảm bảo yếu tố bí mật trong chiến đấu và do thám đối phương. Yếu tố này cũng giúp tàu ngầm AIP có thể ra đòn đột kích bất ngờ và các tàu ngầm của đối phương. Nói tóm lại, nếu có AIP thì tàu ngầm không khác gì “con quái vật” ẩn lấp trong lòng đại dương mà ít có phương tiện nào có thể sánh được.

Vài nét về công nghệ AIP

Phần lớn tàu ngầm hiện nay vẫn sử dụng động cơ diesel - điện nên chúng phải luôn nổi lên để lấy ô-xy, và do vậy yếu tố bí mật bị giảm đi nhiều. Ngoài ra, động cơ diesel-điện không thể giúp tàu duy trì lặn lâu dưới đáy biển – chỉ khoảng 3-5 ngày sử dụng pin ắc-quy là tối đa. Chúng ta có thể thấy sự hạn chế của những dạng động cơ diesel - điện – đó là việc bộc lộ tiếng ồn, nhiệt và quy luật nổi dễ khiến cho tàu ngầm trở thành mồi ngon của các phương tiện đối phương.

Trong khi đó, tàu ngầm AIP lại không cần nổi lên để lấy ôxy bởi động cơ đẩy sử dụng không khí riêng nên có thể giấu được nhiệt tỏa ra. AIP cũng có nhiều công nghệ khác nhau nhưng đều chung một mục đích là làm thế nào để cho động cơ tàu ngầm hoạt động dưới nước mà không cần nổi lên để lấy oxy.

Chiếc tàu ngầm lớp Lada của Nga sử dụng công nghệ AIP.

Với AIP, Liên Xô cũ từng phát triển động cơ diesel chu kỳ khép kín với oxy lỏng và nhiên liệu diesel. Còn Đức sử dụng hydrogen peroxide làm chất xúc tác cho phản ứng hóa học để tạo ra hơi nước và khí nóng làm quay tuabin. Trong khi đó, Thụy Điển phát triển khái niệm động cơ chu trình Stirling, sử dụng oxy lỏng và nhiên liệu diesel. Tàu ngầm sử dụng động cơ Stirling có thể hoạt động liên tục dưới nước 14 ngày.

Trong khi đó, Pháp lại phát triển động cơ tuabin chu kỳ đóng MESMA với quá trình đốt cháy ethanol và oxy làm quay tuabin. Công nghệ này cho phép tàu ngầm hoạt động liên tục 21 ngày dưới nước và hiện đang được xem là kỷ lục lặn lâu nhất của phương tiện này.

Tại sao AIP lại chưa được áp dụng nhiều?

Với khả năng ấn tượng như vậy thì câu hỏi đặt ra là tại sao AIP lại chưa được áp dụng nhiều? Tất nhiên, ở mức độ kỹ thuật việc làm chủ công nghệ này là khó khăn. Những nước có khả năng ứng dụng AIP chỉ đếm trên đầu ngón tay. Đó là chưa kể AIP còn có nhiều biến thể công nghệ khác nhau, và mỗi biến thể lại có những khả năng khác nhau tùy theo mục đích của người sử dụng.

Thêm một lý do nữa là công suất do AIP tạo ra quá thấp chưa thể đáp ứng kỳ vọng của các hãng sản xuất tàu ngầm. Công suất hiện tại của nó mới chỉ khoảng 400 mã lực, trong khi nguồn nguồn diesel-điện cho khoảng 3000 mã lực, còn tàu ngầm hạt nhân có thể lên tới 20.000 mã lực.

Tàu ngầm "Scorpene" của Malaysia sử dụng động cơ AIP.

Hiện công nghệ AIP sử dụng tế bào nhiên liệu liệu trên cơ sở ứng dụng công nghệ hydrogen được xem là tối ưu nhất. Công nghệ này hiện mới chỉ có trong tay một số nước như Mỹ, Nhật, Đức, Pháp, và Thụy Điển.

Đức, mà cụ thể là Siemens, đã phát triển công nghệ AIP trên dành cho các loạt tầu ngầm thuộc lớp Type-209/214. Trong khi đó, Nga đã hoàn thành thiết kế động cơ AIP cho tàu ngầm lớp Lada dự kiến sẽ hoàn thành vào năm 2016. Còn Nhật cũng có 5 chiếc tàu ngầm sử dụng động cơ AIP. Tại Đông Nam Á duy nhất có Malaysia là có tàu ngầm AIP "Scorpene" mua của hãng DCNS – Pháp.

Gia Nguyễn