|
|
| Đội quân đất nung thời nhà Tần. Ảnh: Getty. |
Các nhà nghiên cứu Trung Quốc được cho là đã tăng gấp đôi tuổi thọ của pháo hiện đại nhờ áp dụng một kỹ thuật chống ăn mòn có từ 2.000 năm trước – từng được sử dụng để bảo vệ vũ khí bằng đồng của đội quân đất nung thời Tần.
Khi được phát hiện vào năm 1974, các vũ khí được chôn cùng đội quân đất nung vẫn sắc bén và không bị ôxy hóa, dù đã nằm dưới lòng đất suốt hơn hai thiên niên kỷ – điều từng khiến giới khoa học thế giới kinh ngạc. Theo các nhà nghiên cứu, bí quyết nằm ở một lớp phủ mỏng bằng muối crom dày từ 10 đến 15 micromet, giúp bảo quản vũ khí một cách đáng kinh ngạc.
Trong thời hiện đại, các loại pháo như lựu pháo và đại bác hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt, với nhiệt độ có thể vượt quá 3.000°C và áp suất hơn 400 MPa (tương đương 58.015 psi). Chúng còn chịu tác động cơ học và nhiệt học lặp đi lặp lại mỗi lần khai hỏa. Những yếu tố này dễ gây ăn mòn và tạo ra các vết nứt vi mô, làm giảm độ chính xác và tăng nguy cơ pháo bị hư hỏng nặng.
Thông thường, nòng pháo được phủ một lớp crom đơn bằng phương pháp mạ điện để bảo vệ thép. Tuy nhiên, lớp phủ này có nhược điểm là độ căng nội cao và độ bám dính thấp, khiến các vết nứt dễ lan vào lớp kim loại bên dưới và thúc đẩy ăn mòn cũng như hiện tượng bong tróc.
Để khắc phục, nhóm nghiên cứu tại Viện Cơ điện Tây Bắc ở Tây An Dương đã phát triển một kỹ thuật mới với hai lớp phủ: lớp đầu tiên là crom mềm, được mạ ở nhiệt độ và dòng điện thấp. Lớp này có độ bền dẻo cao và giúp giảm thiểu lỗ rỗng cũng như ứng suất nội. Lớp thứ hai là crom cứng, được mạ ở dòng điện và nhiệt độ cao, có khả năng chịu mài mòn vượt trội.
Theo nhóm nghiên cứu, ranh giới giữa hai lớp này đóng vai trò như một “lá chắn” ngăn vết nứt lan rộng – tương tự kính an toàn nhiều lớp.
Khi thử nghiệm, lớp phủ kép cho thấy mức độ mài mòn giảm khoảng 23% so với lớp phủ đơn ở nhiệt độ phòng. Ở mức 600°C, lớp phủ thông thường mòn tăng 98%, trong khi lớp phủ kép chỉ tăng 33%.
Thử nghiệm thực tế với 400 phát bắn cho thấy các nòng pháo phủ đơn xuất hiện vết nứt nghiêm trọng, bong tróc và mòn rãnh xoắn, trong khi nòng pháo phủ kép vẫn mịn, chỉ có vài vết nứt nhỏ và rãnh xoắn còn nguyên vẹn. Điều này đồng nghĩa với việc kỹ thuật mới có thể giúp nhân đôi tuổi thọ của nòng pháo.
Thành tựu này không chỉ giảm chi phí bảo trì và rủi ro hỏng hóc, mà còn tăng độ tin cậy và chính xác của vũ khí – điều đặc biệt quan trọng với đạn dẫn đường chính xác, siêu vượt âm và thông minh. Kỹ thuật mới cũng hỗ trợ việc thiết kế pháo nhẹ hơn – mục tiêu quan trọng cho các hệ thống cơ động trên chiến trường tương lai.
Nhóm nghiên cứu hiện đặt mục tiêu áp dụng kỹ thuật này cho các nòng pháo cỡ nhỏ – loại khó phủ đều lớp bảo vệ. Họ cũng đang hướng tới việc xây dựng quy trình công nghiệp hoàn chỉnh, từ xử lý bề mặt đến niêm phong lớp phủ.
Việc kết hợp crom mềm và cứng giúp nòng pháo trở nên bền bỉ, lâu dài và đáng tin cậy hơn – một bước đột phá hứa hẹn nâng cao năng lực hỏa lực tầm xa, cường độ cao trong các cuộc chiến tranh tương lai.