Trung Quốc thử nghiệm thành công hệ thống vũ khí vi sóng mới

Theo một nghiên cứu mới công bố, các nhà khoa học Trung Quốc đã đạt được bước tiến quan trọng trong công nghệ vũ khí năng lượng định hướng khi thử nghiệm thành công một hệ thống vi sóng công suất cao (HPM) nhỏ gọn, có khả năng bắn hơn 10.000 lần mà không bị hư hỏng. Thành tựu này dựa trên việc khai thác những công nghệ chân không tiên tiến nhất, cho phép Trung Quốc giải quyết các bài toán khó về độ bền và thu nhỏ thiết bị HPM, mở ra cơ hội định hình lại cán cân trong cuộc đua công nghệ tác chiến thế hệ tiếp theo.

Công nghệ này được phát triển bởi các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Hạt nhân Tây Bắc, đơn vị đã thực hiện các thử nghiệm thực tế và công bố kết quả trên tạp chí High Power Laser and Particle Beams trong tháng này.

Theo nhóm nghiên cứu, loại vũ khí vi sóng mới này nhẹ hơn nhiều so với các hệ thống vi sóng công suất cao (HPM) truyền thống và hoạt động nhờ dòng điện xung có công suất lên tới 3 gigawatt. Dù chưa công bố kích thước cụ thể, nhưng mô hình minh họa cho thấy thiết bị này có kích thước tương đương một khẩu súng Gatling.

Thông thường, nòng pháo cơ khí cần được thay thế sau vài nghìn phát bắn, trong khi các thử nghiệm cho thấy hệ thống mới có thể vận hành ổn định trên 10.000 phát. Đây là sự cải thiện đáng kể so với các thế hệ trước, vốn chỉ đạt khoảng 5.000 phát.

Với tần suất 10 đến 30 xung mỗi giây, thiết bị phát ra các chùm vi sóng có công suất vượt quá hàng trăm megawatt, sử dụng nguồn bức xạ nhỏ chỉ bằng đầu ngón tay. Năng lượng này đủ mạnh để tác động lên máy bay không người lái, tên lửa, máy bay hoặc thậm chí vệ tinh bay ở quỹ đạo thấp.

Một yêu cầu quan trọng đối với vũ khí vi sóng là phải duy trì môi trường chân không gần như tuyệt đối nhằm ngăn chặn hiện tượng mất năng lượng và hồ quang điện. Các hệ thống truyền thống thường phụ thuộc vào các máy bơm chân không cồng kềnh, gây khó khăn cho việc triển khai thực tế trên chiến trường.

Nguy cơ rò rỉ chân không có thể đến từ các vết nứt nhỏ, các điểm nối yếu hoặc các phân tử khí bị giữ lại trong hợp kim kim loại. Ngoài ra, chính quá trình tạo vi sóng cũng sinh ra một lượng khí nhỏ, làm phức tạp thêm việc duy trì chân không.

Điểm đột phá cốt lõi của hệ thống mới nằm ở công nghệ đóng gói chân không tiên tiến, cho phép loại bỏ hoàn toàn các máy bơm bên ngoài. Các nhà nghiên cứu cho biết họ đã đạt được thành công trong kỹ thuật hàn gốm với kim loại, khi gắn kết được chất cách điện bằng gốm oxit nhôm với thép bằng hợp kim chịu nhiệt, thay thế các vòng đệm cao su truyền thống vốn dễ bị rò rỉ.

Bên cạnh đó, nhóm nghiên cứu đã phát triển một loại máy bơm hấp thụ không bay hơi (NEG) mới từ hợp kim zirconium, vanadium và sắt. Các máy bơm này có khả năng hấp thụ khí hydro, carbon và nitơ phát sinh trong quá trình vận hành, giúp duy trì mức chân không ổn định ngay cả khi thiết bị hoạt động liên tục.

Thông qua các quy trình làm sạch bằng axit, vệ sinh siêu âm và nung sơ bộ linh kiện trong lò nung nhiệt độ cao, nhóm nghiên cứu đã giảm thiểu lượng khí tồn dư trong hợp kim thép. Các thử nghiệm tĩnh cho thấy hệ thống có thể duy trì áp suất chân không 10⁻⁷ Pascal trong vòng 100 giờ. Trong các bài thử bắn thực tế, máy bơm NEG hấp thụ khí thải chỉ trong vài giây, cho phép thiết bị tiếp tục vận hành ổn định mà không cần dừng lại.

Sự phát triển này diễn ra trong bối cảnh Trung Quốc thắt chặt kiểm soát xuất khẩu các kim loại hiếm như gali, vốn đóng vai trò thiết yếu trong nỗ lực phát triển công nghệ HPM sử dụng vật liệu gallium nitride tại một số quốc gia khác.

Đọc thêm: Trung Quốc đẩy mạnh phát triển trí tuệ nhân tạo trong bối cảnh cạnh tranh toàn cầu

Trong khi một số dự án tại Mỹ đang nỗ lực khắc phục các thách thức liên quan đến chân không bằng công nghệ bán dẫn GaN, việc kiểm soát nguồn cung nguyên liệu gali từ Trung Quốc có thể làm chậm tiến độ phát triển.

Một nhà nghiên cứu vi sóng tại Bắc Kinh, đề nghị giấu tên do tính nhạy cảm của vấn đề, cho biết Trung Quốc hiện cũng đang phát triển các hệ thống vũ khí HPM thể rắn sử dụng vật liệu bán dẫn GaN. Theo nhà nghiên cứu này, chiến lược kết hợp vừa phát triển công nghệ chân không, vừa kiểm soát nguồn cung GaN có thể gây ra nhiều khó khăn cho các nước khác trong cuộc đua vũ khí năng lượng định hướng.

Tuy vậy, nghiên cứu của Viện Công nghệ Hạt nhân Tây Bắc không công bố chi tiết về nguồn cung cấp điện công suất gigawatt của hệ thống, yếu tố quan trọng để đánh giá khả năng cơ động và triển khai thực tế, khiến việc xác định giá trị vận hành của thiết bị vẫn còn nhiều ẩn số.