Northrop Grumman vừa tiết lộ nguyên mẫu phương tiện dưới nước không người lái mang tên Manta Ray, là một ví dụ về mô phỏng sinh học, trông giống như một con cá đuối thật. Chiếc máy bay không người lái này sẽ dành nhiều thời gian để hoạt động tự chủ, đồng thời mang theo các trọng tải như cảm biến và vũ khí. Manta Ray được chế tạo để thực hiện các nhiệm vụ quân sự tầm xa và bền bỉ. Chiếc tàu dưới nước này được chế tạo trong 4 năm cho Cơ quan Nghiên cứu Dự án Quốc phòng Tiên tiến (DARPA) và có khả năng thu năng lượng từ biển.
Manta Ray bắt đầu hoạt động vào năm 2020 và mục tiêu của dự án là phát triển một “lớp phương tiện dưới nước không người lái (UUV) mới có khả năng hoạt động lâu dài, tầm xa và có khả năng mang tải trọng”. Manta Ray được cho là có khả năng thực hiện các nhiệm vụ dưới nước với ít sự giám sát của con người nhất có thể. Điều này lúc đầu không dễ dàng như tưởng tượng. Nước biển có tính ăn mòn, sinh vật biển (như hà, sứa và rong biển) có thể gây ô nhiễm cho các bộ phận chuyển động và nhiều loại bức xạ điện từ (đặc biệt là ánh sáng mặt trời) không truyền tốt trong nước biển. Đó là một loạt các thách thức kỹ thuật phức tạp mà DARPA nhận thấy chỉ có cách giải quyết duy nhất bằng cách nâng cao trình độ tiên tiến trong công nghệ UUV.
Manta Ray nhằm mục đích nâng cao công nghệ tiên tiến trong công nghệ UUV, giải quyết các vấn đề như sinh vật biển “ô nhiễm sinh học”, ăn mòn, khó khăn của động cơ đẩy hiệu suất cao công suất thấp và cách tìm ra phương tiện dưới nước năng lượng thấp có thể phát hiện và phân loại các mối nguy hiểm. Kết quả được cho là tạo ra một máy bay không người lái có mức bảo trì thấp trong môi trường đòi hỏi bảo trì cao, có thể thực hiện các nhiệm vụ dưới nước với ít sự giám sát của con người nhất có thể.
Vũ khí siêu mô phỏng sinh học
Thợ lặn và cá đuối Manta, Manta birostris, Đảo Maldives, Ấn Độ Dương, Đảo san hô Ari.
Manta Ray là một ví dụ về phỏng sinh học hoặc tìm kiếm giải pháp cho các vấn đề kỹ thuật từ thiên nhiên. Điều này thường được thể hiện rõ nhất trong quá trình phát triển máy bay, vốn cần có cơ cấu nâng và do đó từ lâu đã tìm đến cánh chim. Những chú chim cũng thường là nguồn cảm hứng cho các kỹ sư muốn chế tạo máy bay để có tính khí động học cao hơn.
Hình dạng cơ thể của cá đuối cực kỳ hiệu quả để bơi dưới nước, cho phép loài động vật khổng lồ này lướt trong nước bằng những cú đập chậm rãi, duyên dáng của những chiếc vây giống như cánh. Phương pháp trượt cho phép chúng tiết kiệm năng lượng và tối đa hóa hiệu quả chuyển động. Điều này đã có tác dụng tốt đối với các tia nước đến mức chúng gần như không thay đổi trong 100 triệu năm qua.
Chế độ ‘bay’ dưới nước này cũng cực kỳ hữu ích đối với máy bay không người lái được thiết kế để hoạt động tự động trong thời gian dài. Manta Ray không vỗ cánh, nhưng nó (dường như) sử dụng các cánh quạt nhỏ để tự di chuyển và cánh quạt sử dụng càng ít năng lượng thì càng tốt, khiến nó có khả năng lướt hiệu quả, được điều khiển bằng sức nổi để di chuyển trong nước. Manta Ray có khả năng neo đậu dưới đáy biển bằng cách “ngủ đông” ở chế độ năng lượng thấp, có thể tự di chuyển trên biển trong thời gian rất dài mà không cần tiếp nhiên liệu hoặc giám sát.
Năng lượng tái tạo từ sóng
Ảnh chụp màn hình từ video DARPA cho thấy vật thể được buộc dây tương tác với năng lượng sóng gần đó và tạo ra năng lượng truyền xuống dây buộc tới pin của Manta Ray.
Một yêu cầu quan trọng đối với Manta Ray là khả năng hoạt động mà không cần sự can thiệp của con người. Máy bay không người lái không chỉ phải sử dụng lượng năng lượng tối thiểu mà còn phải thu năng lượng từ biển. Khả năng tái tạo nguồn cung cấp năng lượng giúp giảm kích thước và trọng lượng của máy bay không người lái, khiến nó nhỏ hơn và khó bị phát hiện hơn.
Có hai cách để giải quyết vấn đề năng lượng. Một là năng lượng mặt trời – sạc pin từ một mảng năng lượng mặt trời, lý tưởng nhất là được tích hợp vào vỏ của máy bay không người lái. Tuy nhiên, ánh sáng mặt trời nhanh chóng mờ đi khi nó di chuyển sâu hơn vào đại dương và máy bay không người lái có thể sẽ phải nổi lên mặt nước để sạc pin, khiến nó dễ bị phát hiện. Một nguồn năng lượng khác có thể là năng lượng sóng. Trong video DARPA năm 2022 (hình ảnh được chụp ở trên), máy bay không người lái mở rộng thứ có vẻ là một thiết bị thu năng lượng sóng có thể thu vào để chuyển đổi chuyển động của nước thành điện năng. Điều này cho phép máy bay không người lái ngồi dưới đáy đại dương và sạc lại pin mà không có nguy cơ bị kẻ thù phát hiện.
Vũ khí không người lái siêu đa năng sâu dưới biển dài ngày
Các nhà phân tích quốc phòng suy đoán, hải quân Mỹ muốn phát triển một loại vũ khí không người lái có khả năng thực hiện các nhiệm vụ dài ngày dưới biển để tìm tàu ngầm đối phương. Vũ khí này phải được thiết kế với nhiều khoang chở hàng; nhiều kích cỡ và chủng loại để có thể thực hiện nhiều nhiệm vụ hải quân khác nhau. Nó cũng được thiết kế để dễ dàng vận chuyển đi khắp thế giới và triển khai nhanh chóng.
Các loại ngư lôi chống ngầm hạng nhẹ, chẳng hạn như loại ngư lôi này được trực thăng tác chiến chống ngầm của Hải quân Philippines triển khai, có thể tạo ra đủ sức mạnh để làm trọng thương một tàu ngầm khi lắp vào máy bay không người lái như Manta Ray.
Một máy bay không người lái có thể thực hiện nhiệm vụ một cách tự động mà không cần tiếp nhiên liệu sẽ mở ra một thế giới đầy tiềm năng. Một là việc sử dụng Manta Ray làm hệ thống giám sát. Ví dụ: trong một video, máy bay không người lái dường như đang thả nổi một dãy điện thoại dưới nước. Hydrophone, hay còn gọi là sonar thụ động, về cơ bản là những chiếc micro khổng lồ có chức năng lắng nghe đại dương để tìm ra âm thanh nhận biết của tàu ngầm đối phương. Chúng không tạo ra lượng khí thải có thể phát hiện được, sử dụng lượng điện tối thiểu và mặc dù chúng thường thu thập lượng dữ liệu khổng lồ nhưng AI có thể sàng lọc dữ liệu đó và chỉ chuyển các tín hiệu đáng ngờ đến các nhà phân tích con người để nghiên cứu thêm.
Hiện nay, Hải quân dựa vào các tàu mặt nước chuyên dụng và một số mảng điện thoại tĩnh dưới nước để theo dõi tàu ngầm. Các tàu này tương đối dễ bị tấn công và sẽ phải rút lui trong thời chiến. Trong tương lai, Hải quân có thể triển khai một hạm đội gồm hàng chục chiếc Manta Ray. Trong khi một số Mantas có thể được sử dụng để xác định vị trí và theo dõi tàu ngầm của đối phương, thì những Mantas khác có thể mang theo vũ khí – chẳng hạn như ngư lôi chống tàu ngầm hạng nhẹ Mk 46 – và giải phóng chúng khi tàu ngầm địch được xác nhận đi vào tầm bắn. Hạm đội Mantas dưới nước có thể trở thành mạng lưới tiêu diệt tàu ngầm di động, có khả năng tự triển khai từ khu vực này sang khu vực khác.
Khả năng chỉ huy và kiểm soát mà chương trình DARPA hình dung được tích hợp vào máy bay không người lái là hệ thống có thể lọc theo thời gian, chia sẻ dữ liệu mới về tàu ngầm của đối phương, những thứ như dấu hiệu âm thanh của chúng và những tiếng động cụ thể do từng tàu tạo ra. Cá đuối thực sự có thể là một sinh vật hiền lành của biển cả, nhưng vũ khí mô phỏng tương tự của nó có khả năng trở thành ‘kẻ hủy diệt’ thực sự.
Leave a Reply