Loạt máy bay không người lái Shahed-136 mới nhất tấn công Ukraine có màu đen thẫm hơn so với các mẫu trước đó. Đây được coi là phiên bản sửa đổi tính năng "tàng hình" giúp thiết bị tăng cường khả năng vượt mặt hệ thống phòng không.

Các quan chức Ukraine giải thích với truyền thông rằng đây không phải máy bay không người lái kiểu mới và thay đổi duy nhất chỉ là ở lớp sơn. Lớp phủ màu đen đó không chỉ bắt mắt mà còn làm được nhiều thứ khác.

Phát biểu trên đài truyền hình quốc gia ngày 25/11, người phát ngôn Lực lượng Không quân Yuri Ihnat cho biết lớp sơn có chứa carbon, "một vật liệu hấp thụ tín hiệu radar", giúp máy bay không người lái khó bị phát hiện hơn.

Vậy lớp phủ tàng hình này có thể tạo ra sự khác biệt đến mức nào?

Thiết kế giúp tăng độ tàng hình

Theo Forbes, khả năng tàng hình chủ yếu không đến từ sơn mà là tạo hình của máy bay có khả năng giảm thiểu sóng phản xạ đến radar.

Đây là lý do tại sao các máy bay tàng hình thường có đường nét đặc trưng, không có cạnh thẳng và nhiều đường cong khác biệt, hoặc như mẫu B-2 có phần thân được ghép vào cánh.

Những hạn chế về công nghệ đời đầu chỉ có thể xử lý các tính toán phản xạ trên bề mặt phẳng, đó là lý do tại sao F-117 Nighthawk - máy bay tàng hình đầu tiên - có bề ngoài độc đáo được làm từ nhiều tấm phẳng và trông hầu như không có tính khí động học.

Công nghệ ngày nay có thể xử lý các hình dạng cong phức tạp, vừa có khả năng tàng hình vừa có tính khí động học cao như đã thấy trên F-35, một máy bay không chiến tối tân nhưng có tín hiệu radar thấp.

Những đường cong và bề mặt không quá phẳng giúp giảm thiểu nguy cơ bị phát hiện sớm như trên Nighthawk. Tạo hình thông minh này giúp F-35 có tiết diện radar (tiêu chuẩn đo độ tàng hình) là 0,0015 mét vuông, tương đương một quả bóng golf bằng kim loại.

Điều này giúp máy bay nhỏ hơn khoảng 3.000 lần so với chiếc F-16 có kích thước tương tự nhưng không có khả năng tàng hình.

Máy bay không người lái Shahed của Nga với thiết kế kết hợp trong đó phần thân hợp nhất vào cánh vốn đã có khả năng tàng hình khá tốt.

Tuy nhiên, nhà phân tích Dhimas Afihandarin từng chỉ ra rằng Shahed có một số sai sót nhỏ về khả năng tàng hình, khi bộ ổn định dọc trên cánh tạo ra phản xạ radar mạnh ở các bên – trong khi ở phía trước tiết diện radar xấp xỉ 0,01 mét vuông ở hầu hết các tần số, tương đương với một con chim.

Bí mật là gì?

Ngay từ thuở sơ khai của công nghệ tàng hình, các nhà thiết kế đã cố gắng giảm thiểu tín hiệu radar hơn nữa bằng các lớp phủ đặc biệt.

Máy bay tàng hình thường có lớp phủ Vật liệu hấp thụ radar (RAM) để tối đa hóa khả năng tàng hình. Các vật liệu được che giấu rất kỹ. Khi chiếc F-117 đầu tiên được chuyển đến bảo tàng, nó đã được phun cát bằng tinh thể natri bicarbonate để loại bỏ mọi dấu vết của lớp phủ tàng hình bí mật.

Iron Ball là lớp phủ thử nghiệm thường thấy cho máy bay do thám U-2 và một số máy bay khác. Giống như cái tên, lớp phủ này có những tinh thể cầu nhỏ được phủ bằng sắt ferit hoặc sắt cacbonyl trong sơn epoxy.

Các tinh thể cầu dẫn điện hấp thụ sóng vô tuyến, chuyển chúng thành nhiệt và giảm lượng năng lượng phản xạ.

Các lớp phủ tàng hình khác sử dụng muội than – các hạt cacbon mịn, giống như bồ hóng – để đạt được hiệu quả tương tự.

Một nhóm tại Phòng thí nghiệm Bức xạ MIT đã phát triển Sơn chống bức xạ Halpern bằng cách sử dụng kết hợp muội than và nhôm trong ma trận cao su, mang đến cải thiện đáng kể về khả năng tàng hình trên các máy bay thử nghiệm.

Việc vật liệu hấp thụ radar hiệu quả như thế nào phụ thuộc rất nhiều vào kích thước, hình dạng, thành phần và số lượng hạt cũng như bước sóng của sóng vô tuyến và độ dày của lớp phủ.

Các phiên bản nâng cao sử dụng nano carbon, graphene và MXenes để tăng độ hiệu quả, nhưng ngay cả một lớp phủ khá đơn giản dựa trên carbon dạng bột cũng tạo ra sự khác biệt.

Một bài báo từ năm 2015 cũng xem xét màu đen cacbon trong sơn polyurethane để hấp thụ sóng radar.

Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng, với lượng cacbon đen thích hợp (khoảng 7% trọng lượng), lớp sơn này làm giảm phản xạ radar khoảng 10 decibel trên dải radar Ku và khoảng 20 decibel đối với một số bước sóng nhất định.

Việc giảm 10 decibel sẽ giảm phản xạ radar xuống 10 lần. Đó là một lợi thế thực sự đến từ việc chỉ sơn một lớp đơn giản.

Ưu thế tức thời

Khả năng tàng hình không làm cho máy bay trở nên vô hình trước radar, nhưng nó làm giảm phạm vi mà chúng có thể bị phát hiện và mở ra khoảng cách ưu thế.

Việc giảm 10 lần phản xạ radar có nghĩa là một chiếc máy bay lẽ ra có thể được phát hiện ở khoảng cách mười dặm nhưng sẽ chỉ nhìn thấy ở cách đó sáu dặm.

Nếu biết phía bên kia đang sử dụng loại radar nào, đội vận hành có thể tính toán khoảng cách mà đối phương có thể nhìn thấy máy bay để lẩn trốn. F-117 có phần mềm lập kế hoạch bay có tên gọi Elvira, giúp vẽ đường vòng tới mục tiêu để tránh các vị trí radar nhắm tới.

Một số báo cáo cho rằng Shaheds trước đây thường triển khai ở khu vực mực nước thấp tại các thung lũng sông để khiến chúng khó bị phát hiện hơn, điều cho thấy người Nga nhận thức được lợi thế của cách tiếp cận thông minh.

Những chiếc Shahed được sơn tàng hình bằng carbon sẽ khó bị radar phát hiện hơn, đặc biệt là ở gần mặt đất. Điều này khiến hệ thống phòng không có ít thời gian để chuẩn bị nên dễ bị vượt mặt. Màu tối cũng khiến máy bay không người lái khó bị phát hiện bằng mắt thường.

Lớp sơn tàng hình có thể không phải là yếu tố thay đổi cuộc chơi đối với Shahed, nhưng nó có thể tạo ra những lợi thế tình huống tức thời.