Kỷ nguyên vũ khí không thuốc súng

Thực tế là kỷ nguyên của vũ khí không thuốc súng đang đến gần được nhắc đến đầu tiên sau ngày 10/12/2010, khi Mỹ thử nghiệm thành công súng rail được phát triển bởi BAE Systems với dung tích 33 MJ (đọc là mega jun) với vận tốc ban đầu 2520m/s.  Kể từ đó, mẫu thử nghiệm được bắn hơn 10.000 lần (một đoạn video đã được đưa lên Youtube).

Đã có nhiều ý kiến bàn tán xung quanh việc sản xuất thế hệ đầu tiên của những vũ khí loại này trên chiếc tàu khu trục DDG-1000 Zumwalt. Vận tốc của đầu đạn trong tương lai sẽ tăng lên 5.800m/s, tốc độ bắn từ 6 đến 15 lần một phút, và tầm chính xác lên đến 370 km. Năng lượng sẽ tăng lên đến 64 MJ, và thiết bị sẽ tiêu hao ít nhất 16 MW (megawatt), hoàn toàn phù hợp với lõi năng lượng turbin gas 72MW của tàu.

Trong khi đó, một đơn vị năng lượng cần để tạo ra một lần bắn của súng rail chiếm lấy một phòng nhỏ trong Trung tâm phát triển của Hải quân Dahlgren của Mỹ, nơi các buổi thử nghiệm được tiến hành. Thực tế, chương trình này vẫn chưa được đưa vào quân đội. Nếu dự đoán được cho là phù hợp, súng rail có thể sẽ xuất hiện trong hải quân Mỹ trong vòng 10 đến 15 năm nữa.

Ở Nga, vũ khí rail được phát triển bởi các nhà khoa học từ Shatourskiy, một nhánh của Viện Hợp tác High Temperatures. Họ chọn một con đường khác biệt so với người Mỹ. Nhà sáng chế ra súng rail ở đây quyết định không sáng chế lại con quay và đã đề xuất một hướng giải quyết ít nhiều liên quan đến đầu đạn pháo để giải quyết vấn đề tiêu thụ năng lượng. Vỏ đạn có thuốc súng trong súng rail Artsimovich đóng vai trò như một nguồn tạo ra vụ nổ từ. Sự đốt cháy hoàn toàn lớp vỏ tạo ra một xung điện từ cần để phá vỡ lớp vỏ với lực Lorentz.

Bên trong súng là một súng khác, một súng điện nhiệt, nơi đạn được đặt vào. Nó khác với súng rail do không có ray và gia tốc có được từ sức ép tạo ra từ sự phóng tức thời plasma nhiệt độ cao.

Hãy điểm qua các thách thức mà những người phát triển súng rail chưa nhắc đến. Một là nguồn năng lượng không chỉ là một vấn đề. Hai là các vũ khí mới cũng cần vật liệu mới. Ba là lực Lorentz tại thời điểm bắn không chỉ ảnh hưởng đến đầu đạn mà còn đến đường ray, đẩy chúng sang một hướng khác. Thêm vào đó, vỏ đạn gia tốc giãn nở khi bị đốt nóng và khi tăng tốc loại bỏ đi hoàn toàn các lớp từ ray.

Các phần của súng Mỹ được làm từ tấm bạc, đồng không oxy hóa và, sau mỗi hai hoặc ba lần bắn, chúng phải được thay. Vì thế tốc độ bắn 10-15 vòng/phút chỉ có được trên lý thuyết. Thêm vào đó, người ta không chắc chắn được loại vật liệu nào là phù hợp với đầu đạn khi vật liệu chống nhiệt tốt nhất tại tốc độ 7500m/s có thể bị phá hủy do sự ma sát với không khí, biến thành một khối plasma.

Rồi một hệ thống dẫn đường và ngắm phù hợp để giải quyết vấn đề “bắn một viên đạn bằng một viên đạn khác” phải được tạo ra. Tóm lại, còn rất nhiều thứ để giải quyết cho ý tưởng súng rail của tương lai.

Câu hỏi cuối cùng đặt ra là tại sao những thứ như thế lại cần thiết. Tại sao phải chi một số tiền khổng lồ để tạo ra một loại vũ khí dựa trên nguyên lý vật lý mới nếu ta đã có thuốc súng và súng trường được chứng minh qua hàng trăm cuộc chiến tranh và những vũ khí thông minh như bom hay đạn đang được phát triển, có khả năng trúng mục tiêu ở hầu như bất cứ tình huống nào? Lợi thế chính của súng rail là khả năng bắn trúng mục tiêu với một viên đạn kích thước nhỏ ở một tốc độ còn lớn hơn cả tốc độ âm thanh. Một lợi thế khác nữa là khả năng thay đổi tốc độ của đầu đạn, tùy thuộc vào hiệu quả mà chúng ta mong muốn đạt được.

Ví dụ, khi bắn một chiếc xe tăng bằng súng rail, sẽ có nhiều lựa chọn như xuyên thủng lớp giáp, làm nổ tung bề mặt giáp. Hoặc nó có thể tạo một lực, khi tác động, sẽ biến đạn thành một dòng hạt ion để phá hủy mọi thiết bị điện cùng với cả người lái. Hiệu quả tương tự có thể đạt được khi bắn vào một đối tượng sống được che chắn. 

Ta có thể tạo một súng chống máy bay để bắn rơi vệ tinh ở quỹ đạo thấp và có thể chế tạo bệ phóng rail để phóng chúng lên đó. Tương lai đang ở rất gần. Tất cả những gì các chuyên gia đạn đạo phải làm là giải quyết các vấn đề vật lý và kỹ thuật.

Trong thời đại mà các tên lửa hiện đại đang lấn át dần các súng khổng lồ, thì một loại súng công nghệ cao của Mỹ lại có khả năng làm thay đổi cục diện quân sự trên chiến trường cũng như thế giới, railgun.

Một hồi còi cảnh báo vang lên trong một cơ sở bí mật của Hải quân Mỹ, báo hiệu một cuộc thử nghiệm vũ khí chuẩn bị bắt đầu. Các quan chức chăm chú nhìn lên trên một màn hình để có cái nhìn đầu tiên về một loại súng mới. Khẩu súng này có thể bắn một viên đạn nặng 25 pound (hơn 11 kg) xuyên qua 7 tấm thép và để lại một cái lỗ rộng khoảng 12cm.

Loại vũ khí này được gọi là súng điện từ ray (railgun) và nó hoạt động mà không cần thuốc súng hay thuốc nổ. Vũ khí được cấp năng lượng bởi các đường ray điện từ, giúp gia tốc viên đạn rắn tới một vận tốc đáng kinh ngạc -  có sức mạnh như một tảng thiên thạch trên chiến trường, với khả năng thay đổi chiến lược quân sự, và duy trì vị thế đi đầu của Mỹ so với các loại vũ khí tiên tiến của Nga hay Trung Quốc. Trong các loại súng thông thường, một viên đạn mất vận tốc rất nhanh sau khi thuốc súng cháy và bắn nó đi. Thay vào đó, viên đạn trong súng railgun được tăng tốc liên tục khi nó di chuyển trong nòng súng dài hơn 9m, tốc độ khi ra khỏi nòng súng lên đến hơn 7.200 km/h, tức là hơn 2 km/giây, còn nhanh hơn tên lửa hành trình Tomahawk với tốc độ 890 km/h.

Một trong các thách thức trong tương lai của quân đội Mỹ, là duy trì khả năng vươn đến toàn cầu với việc suy giảm số lượng tàu chiến và quân số các lực lượng mặt đất. Các chi phí gia tăng và ngân sách cố định đang gây ra nhiều khó khăn trong việc duy trì một lực lượng lớn ở nhiều vị trí ngăn chặn sự xâm lược.

“Tôi không thể tưởng tượng ra một tương lai khi chúng ta lại phải duy trì các lực lượng ở châu Âu như thời Chiến tranh Lạnh”. Nguyên Thứ trưởng Bộ Quốc phòng, ông Robert Work, người đi đầu trong việc ủng hộ hệ thống vũ khí này, cho biết. “Nhưng tôi có thể thấy được một hệ thống railgun này sẽ là biện pháp ít tốn kém nhưng mang lại giá trị răn đe khổng lồ. Chúng có giá trị trong việc chống lại máy bay, tên lửa, xe tăng, hầu như mọi thứ”. Đằng sau thùng chứa khẩu súng là vô số các dây dẫn điện để cấp năng lượng cho khẩu súng. Để khẩu súng hoạt động cần một nhà máy điện sản sinh ra 25 MW cấp năng lượng cho nó - một lượng điện đủ cho 18.750 hộ gia đình.

Thế hệ các khẩu súng lớn đã bị lu mờ từ sau Thế chiến thứ hai, do nó bộc lộ nhiều hạn chế về tầm bắn và độ chính xác của các vũ khí dùng thuốc súng. Tên lửa và các máy bay phản lực đã thống trị trong những năm tháng chiến tranh Lạnh, khiến Hải quân phải cho về hưu các thiết giáp hạm với các khẩu pháo lớn của chúng. Trong khi đó, railgun và các loại đạn mới phát triển, có thể tạo ra một thế hệ tàu chiến mới.

Hiện tại, khẩu súng cỡ nòng 6-inch (khoảng 15cm) của Hải quân có tầm bắn 24 km. Trong khi đó, các khẩu pháo cỡ nòng 16-inch (khoảng 40cm) trên các thiết giáp hạm bị bỏ xó từ thời Thế chiến thứ hai có tầm bắn lên tới hơn 38 km và có thể đâm xuyên qua lớp bê tông dày 9m. Nhưng theo các quan chức, tất cả đều không thể so sánh với khẩu railgun mới, khi có tầm bắn đến 200 km và có sức phá hủy gấp 5 lần. “Động năng tuyệt đối của viên đạn đó thật khủng khiếp” - ông Work cho biết. “Không có nhiều thứ có thể ngăn nó lại”.

Cho đến nay việc dùng một viên đạn bắn hạ các tên lửa vẫn là một rào cản kỹ thuật khó vượt qua của các hệ thống phòng thủ tên lửa. Vì vậy, các nghiên cứu về railgun nghiêng nhiều về hướng dựa vào những tiến bộ trong các siêu máy tính đã được thương mại hóa để nhắm bắn và dùng smartphone để dẫn hướng cho viên đạn của railgun bằng định vị GPS.

“10 năm trước đây, chúng ta không thể tạo ra một viên đạn như vậy bởi vì ngành công nghiệp điện thoại, ngành công nghiệp smartphone chưa hoàn thiện các bộ phận này” - William Roper, giám đốc Văn phòng năng lực chiến lược của Lầu Năm Góc, cho biết. “Nó như một viên đạn thông minh”. Các quan chức cũng cho biết, các phát triển dành cho hệ thống dẫn đường của railgun đã gần hoàn tất, nhưng các mạch điện trong viên đạn phải được làm vững chắc hơn để chịu được các lực gia tốc mạnh đến nỗi có thể nghiền phần lớn các thiết bị điện tử nhỏ li ti thành phế liệu.

Hệ thống phòng thủ tên lửa bằng railgun cần ít nhất một thập kỷ nữa để trở thành hiện thực, nhưng các quan chức Bộ Quốc phòng tin rằng các viên đạn của vũ khí này có thể được sử dụng sớm hơn nhiều. Chúng được lấp đầy bởi các viên Vonfram, cứng hơn bất cứ loại thép nào. Các quan chức cho biết chúng sẽ có giá chỉ từ 25.000 USD đến 50.000 USD, một món hời nếu so với một quả tên lửa đánh chặn giá 10 triệu USD.

Với năng lượng điện cần để khai hỏa một khẩu railgun, nghĩa là ban đầu nó được sử dụng như một vũ khí đặt trên tàu. Chỉ có lớp tàu khu trục Zumwalt có máy phát điện với công suất lớn như vậy. Hải quân chỉ đang chế tạo thêm ba chiếc trong lớp tàu khu trục này, vì vậy Lầu Năm Góc đang nghiên cứu để đưa loại đạn này lên các khẩu pháo hiện tại trên các loại tàu khác, cũng như cho pháo binh.

Dù bắn chậm hơn railgun, nhưng một viên đạn bắn bằng khẩu pháo dùng thuốc súng vẫn có thể bay với vận tốc 4.500 km/h, giúp mở rộng tầm bắn và sức công phá cho các loại vũ khí hiện tại. Vào năm ngoái tại Dalhgren, các kỹ sư quân sự đã bắn thử nghiệm một phiên bản của viên đạn này bằng các khẩu pháo Hải quân cỡ nòng 5-inch (khoảng 12cm) và 6-inch (khoảng 15cm). Tầm bắn của khẩu pháo 6-inch đạt tới 60 km thay vì 24 km như đạn thông thường. Lầu Năm Góc cũng thử nghiệm loại đạn này trên khẩu lựu pháo 155mm của pháo binh, và đã thành công trong việc mở rộng tầm bắn.

“Hải quân đang nắm trong tay một hệ thống vũ khí chiến thuật, thế hệ tiếp theo của vũ khí tấn công” - ông Roper nói. “Nó có thể là một vũ khí giúp thay đổi cuộc chơi”.

Hiện tại, khẩu railgun này vẫn còn nhiều rào cản kỹ thuật trước khi nó sẵn sàng xuất hiện trên chiến trường. Các nhà hoạch định chính sách cũng phải cân nhắc các câu hỏi về địa chính trị. Nga và Trung Quốc luôn xem railgun hay các tiến bộ khác trong hệ thống phòng thủ tên lửa của Mỹ là một mối đe dọa cho cân bằng quyền lực thế giới, bởi vì nó có thể vô hiệu hóa kho vũ khí tên lửa của riêng các quốc gia này.

Các quan chức Mỹ cũng cho hay, lợi thế quân sự tiềm năng của railgun đã biến nó trở thành một trong những công nghệ luôn bị ưu tiên “thăm hỏi” bởi các hacker từ Nga và Trung Quốc. Các quan chức Bộ Quốc phòng Mỹ cho biết, các hacker Trung Quốc cố gắng xâm nhập vào hệ thống máy tính của Lầu Năm Góc và các nhà thầu quốc phòng của họ, để thăm dò các bí mật về khẩu súng này. Tuy nhiên, họ từ chối thảo luận thêm về vấn đề này.

Hải quân đã bắt đầu nghiên cứu loại súng này từ hơn một thập kỷ trước và đã dành ra hơn 500 triệu USD cho dự án này. Văn phòng năng lực chiến lược của Lầu Năm Góc cũng đang đầu tư 800 triệu USD khác - số tiền lớn nhất từ trước tới nay cho bất kỳ dự án nào - để phát triển khả năng phòng thủ của vũ khí này, cũng như tích hợp khả năng bắn loại đạn công nghệ cao của railgun vào các súng hiện tại. Một số quan chức bày tỏ mối lo ngại về công nghệ này khi nó đang thu hút một tỷ lệ quá lớn các nguồn lực và mối quan tâm. “Cái này tốt hơn nên hoạt động” - một quan chức Bộ Quốc phòng cho biết.