Một nhóm nghiên cứu tại Thượng Hải đã công bố công nghệ giảm rung mới có thể cải thiện đáng kể khả năng tàng hình của tàu ngầm trong các nhiệm vụ bí mật, theo một nghiên cứu được bình duyệt đăng trên tạp chí Noise and Vibration Control (Kiểm soát Tiếng ồn và Rung động) của Trung Quốc.
Ông Trương Chí Nghi (Zhang Zhiyi) cùng các cộng sự tại Phòng thí nghiệm trọng điểm quốc gia về Hệ thống cơ khí và Rung động – trực thuộc Đại học Giao thông Thượng Hải – cho biết công nghệ mới của họ trên lý thuyết có thể làm giảm một nửa phạm vi phát hiện của các hệ thống sonar đối phương.
Theo bài báo, công nghệ này được thiết kế để thay thế các giá đỡ động cơ cứng truyền thống bằng một hệ thống cách ly rung chủ động–bị động kết hợp, giúp giảm tiếng ồn từ động cơ truyền qua thân tàu ngầm tới 26 decibel (dB).
Cụ thể, hệ thống bao gồm một vòng thép–cao su–thép giống như một chiếc bánh kẹp để tản rung, kết hợp với một lớp chủ động có 12 bộ truyền động áp điện (piezoelectric actuators) bố trí xung quanh động cơ theo hướng xuyên tâm, nhằm giảm thêm tiếng ồn.
Những bộ truyền động này hoạt động bằng điện, có khả năng trung hòa các chuyển động ở cấp độ micromet của động cơ bằng các lực điều khiển mạnh thông qua cơ chế đòn bẩy chính xác.
“Nghiên cứu cho thấy chỉ cần giảm tiếng ồn dưới nước đi 10 dB cũng có thể giúp giảm 32% phạm vi bị phát hiện của phương tiện dưới nước”, nhóm nghiên cứu viết trong một bài báo.
“Trong quá trình di chuyển tốc độ thấp, tiếng ồn cơ học do thiết bị phát lực tạo ra chính là nguồn âm thanh chủ yếu của phương tiện dưới nước – đây cũng là đặc trưng âm học then chốt để bị phát hiện, thường thể hiện dưới dạng các thành phần âm tần số thấp”, nhóm nghiên cứu cho biết thêm.
“Do đó, áp dụng các biện pháp giảm rung để hạn chế truyền năng lượng từ động cơ qua kết cấu đỡ là yếu tố then chốt giúp nâng cao khả năng tàng hình âm thanh của tàu ngầm”, các nhà khoa học cho biết thêm.
Nhóm của ông Trương đã tiến hành các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm với nguyên mẫu thu nhỏ, cho thấy hiệu quả chưa từng có: giảm 24dB (12dB từ giảm rung bị động, 12dB từ chủ động) ở tần số 100Hz, và giảm 26dB ở tần số 400Hz.
Dải tần hiệu quả trải từ 10–500Hz, bao phủ hầu hết các cộng hưởng điển hình của động cơ. Việc triệt tiêu tiếng ồn theo thời gian thực cũng khả thi nhờ thời gian phản hồi cực ngắn của hệ thống.
Theo bài báo, thuật toán thích nghi thông minh FX-LMS của hệ thống sử dụng một ma trận điều khiển đa chiều để phối hợp 12 bộ truyền động, tránh hiện tượng “vòng lặp phản hồi bất ổn” – một thách thức lớn trong các ứng dụng thực tế.
Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu cũng thừa nhận vẫn còn những rào cản cần vượt qua. Ví dụ, độ cứng của cao su thay đổi theo nhiệt độ và áp suất, trong khi độ bền của vật liệu áp điện trong điều kiện hoạt động lâu dài vẫn chưa rõ ràng.
Hiện chưa rõ hệ thống cách âm nào đang được sử dụng trên các tàu ngầm Trung Quốc, và nhóm nghiên cứu cũng không đưa ra đánh giá tổng thể về mức độ cải thiện tiếng ồn toàn diện của tàu ngầm khi ứng dụng công nghệ này.
Tập đoàn Đóng tàu Nhà nước Trung Quốc (China State Shipbuilding Corporation) – đơn vị đóng tàu ngầm chủ lực của Trung Quốc – cũng đã đóng góp cho nghiên cứu này.
Ấn Độ-Pakistan bước vào kỷ nguyên chiến tranh UAV: Giá rẻ, rủi ro cao
Hé lộ về SR-72 Dark Star - Dự án máy bay tuyệt mật của không quân Mỹ
