Nguyên lý “mũi ngược” và những con tàu chiến mang dáng dấp của tương lai

Một điều mà ít ai ngờ đến, đó là thiết kế có vẻ như hiên đại này đã từng phổ biến trên các tuần dương hạm và thiết giáp hạm ở thế kỷ 20.
Loading...

Nói đến thiết kế "mũi ngược", chắc hẳn mọi người sẽ nghĩ ngay đến con tàu chiến cực kì hiện đại DDG-1000 lớp Zumwalt của hải quân Mỹ.

Khái niệm "Mũi ngược"

Trong lĩnh vực thiết kế tàu, thiết kế mũi ngược (inverted-bow), đúng như tên gọi của nó, là thiết kế của một loại thân tàu có phần mũi tàu ngược lại với mũi tàu truyền thống.

Thiết kế mũi tàu đặc biệt này tương tự như mũi tàu ngầm. Nó cho phép độ mớn nước của tàu được tối đa hóa (có nghĩa là độ chìm của tàu ở dưới mặt nước được tăng lên). Và do đó, tốc độ, cũng như lực kéo thủy lực được tăng lên.

Mặt khác, mặc dù độ mớn nước lớn nhưng lực đẩy Ác-si-mét lên thân tàu lại thấp khi tàu di chuyển nên con tàu có xu hướng lặn dưới sóng thay vì đi xuyên qua những con sóng.

Một điều mà ít ai ngờ đến, đó là thiết kế có vẻ như hiên đại này đã từng phổ biến trên các tuần dương hạm và thiết giáp hạm ở thế kỷ 20. Nhưng có vẻ như trình độ khoa học thời đó chưa đủ để khai thác hết lợi thế của loại thân tàu đặc biệt nên nó đã bị đào thải.

Cho tới vài năm gần đây, những con tàu hiện đại lại được xuất hiện với dáng dấp "mũi ngược" trở lại.

photo 1 15314659379551383351960

Tàu SMS Viribus Unitis của hải quân Áo-Hung với thiết kế mũi ngược (năm 1912)

Ngày nay, quân đội của nhiều nước cũng như các tập đoàn hàng hải trên thế giới đã nghiên cứu các giải pháp công nghệ để khai thác tối đa tiềm năng đặc biệt của nguyên lý đóng tàu "mũi ngược", tạo ra những con tàu cực kì hiện đại, tăng mức độ an toàn đối với thủy thủ và trang thiết bị.

Kỹ thuật đóng tàu "mũi ngược" hiện đại mới được phát triển trở lại và áp dụng trong một vài năm gần đây, do đó, chúng ta chưa thể tiếp cận được với những tài liệu về kỹ thuật đóng tàu quân sự "mũi ngược" như Zumwalt của Mỹ hay Belh@rra, C Sword 90 và Advansea của Pháp.

Vì thế, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về đặc điểm của loại thân tàu "mũi ngược" thông qua tài liệu của một đoàn hàng hải dân sự nổi tiếng.

Nói đến nguyên lý "mũi ngược", một trong các tập đoàn hàng hải nổi tiếng thế giới mà ta phải kể đến chính là tập đoàn ULSTEIN của Na Uy.

Tập đoàn ULSTEIN được thành lập năm 1917, ULSTEIN chuyên thiết kế, đóng, sửa chữa tàu thủy và nghiên cứu các giải pháp hàng hải tiên tiến.

Dự án mang tên X-BOW của ULSTEIN là một dự án nghiên cứu về tàu "mũi ngược", được triển khai năm 2005. Khái niệm "mũi ngược" (mà ULSTEIN gọi là X-BOW) được cho là sẽ "định nghĩa lại các khái niệm về kỹ thuật hàng hải".

Thân tàu có hình dáng X-BOW đã được thử nghiệm ở tất cả các điều kiện thời tiết. X-BOW được tạo ra nhằm mục đích tạo ra những con tàu có thể chịu đựng được ở những điều kiện thời tiết khắc nghiệt hơn, đảm bảo an toàn hơn cho thủy thủ cũng như trang thiết bị trên tàu. Cho đến nay, dự án X-BOW đã đạt được những thành tựu đáng nể.

photo 1 15314659399151851455538

Theo những thử nghiệm của ULSTEIN, thân tàu X-BOW phân tách và hấp thụ năng lượng sóng trên bề mặt của nó và giảm tác động va đập của những con sóng, giảm tiếng ồn và rung động đối với thân tàu.

Thân tàu "mũi ngược" của X-BOW có khối lượng ở phía trước lớn hơn so với thân tàu truyền thống, giúp mũi tàu có xu hướng chúi xuống và lặn dưới những con sóng, làm cho con tàu di chuyển mượt mà hơn trên những vùng biển động, tăng sự thoải mái cho hành khách và phi hành đoàn.

Ngoài ra, thân tàu "mũi ngược" còn được đánh giá là sử dụng ít năng lượng hơn do giảm được lực cản của sóng ở mũi tàu, sự va đập của sóng ở thân tàu và giúp tiết kiệm nhiên liệu, giảm khí thải ra môi trường. Điều này đã được chứng minh thành công ở hơn 100 con tàu thuộc dự án X-BOW.

Thiết kế X-BOW đang được tích hợp trên các con tàu thám hiểm thế hệ mới và một số tàu du lịch.

Đến thời điểm hiện tại, đã có hơn 100 con tàu thuộc dự án X-BOW đã được bàn giao cho đối tác và đang hoạt động trên các vùng biển trên thế giới.

Dự án X-BOW của ULSTEIN

Qua những thông tin từ tập đoàn ULSTEIN, thiết kế thân tàu "mũi ngược" đã được áp dụng thành công trong lĩnh vực đóng tàu dân sự nhờ những tính năng tuyệt vời của nó, còn đối với lĩnh vực đóng tàu quân sự thì sao ? Chúng ta hãy cùng tìm hiểu về thành công của loại thân tàu này qua phần tiếp theo.

Những con tàu chiến mang dáng dấp của tương lai

Mặc dù chỉ mới được nghiên cứu trở lại, nhưng kỹ thuật đóng tàu chiến "mũi ngược" đã đạt được những bước tiến đáng nể. Hải quân nhiều nước đã và sẽ có mặt trong biên chế những con tàu chiến với dáng "mũi ngược" cực kì hiện đại.

1. DDG-1000 lớp Zumwalt của hải quân Mỹ

photo 2 1531465939916134673506

Khu trục hạm lớp Zumwalt được đánh giá là có khả năng tàng hình bậc nhất ở thời điểm hiện tại. Tàu có lượng giãn nước lên đến hơn 15.000 tấn, dài 190 m, rộng 24,6m nhưng chỉ cóc độ bộc lộ radar chỉ bằng 1 con tàu đánh cá nhỏ, cự ly bị phát hiện bởi radar đối phương xa gấp 2,5 lần so với những con tàu cùng cỡ.

USS Zumwalt có hình dáng hoàn toàn khác với mọi tàu chiến thông thường. Trước hết là thiết kế "mũi ngược", tiếp theo là hệ thống radar và thiết bị viễn thông đều nằm gọn bên trong một cấu trúc nặng 900 tấn ở bên trên con tàu.

Điều đặc biệt nữa ở con tàu là nó còn được thiết kế theo nguyên lý "sóng xuyên thân" (wave-piercing tumble).

Thiết kế thân tàu kiểu này đã không được thấy từ cuộc chiến tranh Nga-Nhật năm 1905. Nó đã được áp dụng lần đầu tiên trong thiết kế tàu chiến bằng thép hiện đại của nhà máy đóng tàu Pháp Forges et Chantiers de la Méditerranée ở La Seyne, Toulon bowir bởi các kiến trúc sư hải quân Pháp.

2. Lớp Frégate de Taille Intermédiaire của Pháp

photo 3 153146593992039812292

Tại triển lãm hải quân quốc tế Euronaval 2016, tập đoàn DCNS của Pháp đã ra mắt một lớp khinh hạm mới mang tên Frégate de Taille Intermédiaire (FTI).

Bộ trưởng Quốc phòng Pháp Jean-Yves Le Drian tiết lộ rằng, chính phủ Pháp đang có kế hoạch dành 3,8 tỷ euro tương đương 4,2 tỷ USD để đóng 5 tàu loại này cho hải quân.

Bên cạnh đó, chính phủ Pháp cũng đã có kế hoạch cho phiên bản xuất khẩu mang tên Belh@rra.

Khinh hạm FTI đặc biệt nổi bật với thiết kế "mũi ngược", kết hợp công nghệ "sóng xuyên thân" tương tự như tàu chiến lớp Zumwalt của Mỹ.

FTI dự kiến sẽ bổ sung lực lượng tác chiến cùng khinh hạm FREMM (6000 tấn), tàu khu trục lớp Horizon và thay thế khinh hạm La Fayette.

Tàu có lượng giãn nước 4.200 tấn, chiều dài tổng thể 122,25m, rộng 17,7 và có thủy thủ đoàn 125 người.

3. Lớp khinh hạm C Sword 90 của Pháp

photo 4 15314659399222141132789

Mẫu tàu tiếp theo không có trọng tải "khủng" như 2 mẫu tàu chiến trên, mà là một mẫu khinh hạm tên lửa cỡ nhỏ nhưng nó thực sự "có võ".

C Sword 90 có chiều dài 95 m, chiều rộng 15,7 m và độ mướn nước 4 m. Thủy thủ đoàn của con tàu gồm có 65 người và 20 sĩ quan. Tàu có thể đạt tốc độ tối đa tới 28 hải lý và tầm hoạt động lên tới 7.000 dặm biển (ở tốc độ 12 hải lý).

Thân tàu được làm từ thép và cấu trúc thượng tầng sử dụng vật liệu hỗn hợp thép và nhôm.

Nhà thiết kế của S Sword 90 là Thierry Verhaaren cũng là đơn vị thiết kế lớp tàu Baynunah của Hải quân UAE.

Mặc dù không phải là nước đi đầu trong việc chế tạo tàu chiến "mũi ngược" nhưng hải quân Pháp đã có những bước phát triển táo bạo khi ngày càng cho ra nhiều lớp chiến hạm có thiết kế này.

Ngoài 2 mẫu tàu chiến "mũi ngược" trên, Pháp đang ấp ủ một mẫu chiến hạm mang tên ADVANSEA.

photo 5 1531465939923238869654

Chiến hạm lớp ADVANSEA của hải quân Pháp


photo 6 1531465939924180497045

Cùng với các cường quốc hải quân trên thế giới, HMS Dreadnought 2050 cũng là một dự án đang ấp ủ của hải quân Anh.

Đến đây, có thể nhận định rằng, thân tàu "mũi ngược" là một trong những thiết kế sẽ được áp dụng rộng rãi trên những mẫu tàu chiến hiện đại trong tương lai.

Với những thế mạnh kỹ thuật đặc biệt của mình, thiết kế này đang dần được chú ý và đầu tư một cách mạnh mẽ hơn, bước đầu lấy lại được sự thành công của mình trong đội hình hải quân một số nước.

Loading...

Tác giả bài viết: Nguyễn Ngọc Huy

Nguồn tin: Tri Thức Trẻ