VietnamDefence - Xu hướng thế kỷ XXI: Từ các công nghệ mới đến quân đội mới.
Năm 2005, Bộ Quốc phòng Mỹ dưới áp lực của Quốc hội Mỹ đã tăng tiền bồi thường cho các quân nhân tử trận. Và cũng chính trong năm đó, chi phí cho phát triển máy bay không người lái đã đạt đỉnh đầu tiên.
 |
Anh ưu tiên phát triển các hệ thống hải quân không người lái (Jane’s Navy International)
|
Hiện nay, hầu như tất cả các quốc gia phát triển đều tiến hành phát triển các phương tiện không người lái và robot hóa, nhưng các kế hoạch của Mỹ mới thực sự đồ sộ.
Lầu Năm góc hy vọng vào năm 2010 biến 1/3 toàn bộ phương tiện chiến đấu đường không, dùng cho các nhiệm vụ, trong đó có tấn công vào sâu lãnh thổ đối phương, thành không người lái, còn vào năm 2015, 1/3 toàn bộ xe chiến đấu mặt đất cũng được robot hóa. Ước mơ xanh của quân đội Mỹ là thành lập các đơn vị robot hóa hoàn toàn tự hoạt.
Không quânMột trong những lần đề cập đầu tiên đến việc sử dụng UAV trong các lực lượng không quân Mỹ là từ thập niên 1940. Trong giai đoạn 1946-1948, Không quân Mỹ (USAF) và Hải quân Mỹ đã sử dụng các máy bay điều khiển từ xa B-17 và F-6F để thực hiện các nhiệm vụ gọi là “bẩn” - bay trên các địa điểm nổ vũ khí hạt nhân để thu thập dữ liệu về trạng thái nhiễm xạ trên địa hình. Vào cuối thế kỷ XX, động lực để tăng cường sử dụng các hệ thống không người lái, cho phép giảm tổn thất và nâng cao tính bảo mật thực hiện nhiệm vụ tăng mạnh.
Giai đoạn 1990-1999, Lầu Năm góc đã chi cho phát triển và mua sắm các hệ thống không người lái hơn 3 tỷ USD. Còn sau vụ khủng bố 11.9.2001, chi phí cho các hệ thống không người lái đã tăng mấy lần. Tài khóa 2003 là lần đầu tiên trong lịch sử Mỹ, chi phí cho máy bay không người lái (UAV) đã vượt quá 1 tỷ USD, còn năm 2005, chi phí tăng thêm 1 tỷ USD nữa.
Các nước khác cũng cố gắng không tụt hậu so với Mỹ. Hiện nay, đã có hơn 80 loại UAV có trong trang bị 41 quốc gia, 32 nước đang tự sản xuất và chào bán hơn 250 mẫu UAV các loại. Theo các chuyên gia Mỹ, sản xuất UAV để xuất khẩu không chỉ cho phép nuôi dưỡng tổ hợp công nghiệp quốc phòng của mình, giảm giá thành UAV mua cho quân đội mà còn bảo đảm tính tương thích của máy móc, thiết bị phục vụ việc tiến hành các chiến dịch đa quốc gia.
Lục quân
Việc sử dụng các đòn tiến công ồ ạt bằng máy bay, tên lửa để tiêu diệt hạ tầng và lực lượng của đối phương về nguyên tắc đã được kiểm nghiệm nhiều lần, còn khi các đơn vị mặt đ. Trong Thế chiến I, Mỹ tổn thất 53.513 người, trong Thế chiến II là 405.399 người, ở Triều Tiên - 36. 916 người, ở Việt Nam - 58.184 người, ở Li-băng - 263 người, ở Grenada - 19 người, cuộc chiến Vùng Vịnh lần thứ nhất làm 383 lính Mỹ mất mạng, ở Somalia - 43 người. Tổn thất về nhân mạng của quân đội Mỹ trong các chiến dịch đang tiến hành ở Iraq từ lâu đã vượt quá 4.000 người, còn ở Afghanistan - 1.000 người.
Một lần nữa người ta lại đặt hy vọng vào robot. Chúng ngày càng tăng về số lượng tại các khu vực xung đột: từ 163 năm 2004 lên đến 4.000 - vào năm 2006. Hiện nay, ở Iraq và Afghanistan, người ta đã huy động hơn 5000 phương tiện mặt đất robot hóa các loại. Nếu như vào đầu các chiến dịch Iraqi Freedom ở Iraq và Endruring Freedom ở Afghanistan, trong Lục quân Mỹ có sự gia tăng mạnh mẽ về số lượng UAV, thì hiện nay, đang có xu hướng tương tự trong việc sử dụng phương tiện robot mặt đất.
Mặc dù đa số robot mặt đất hiện có trong trang bị là dùng để tìm kiếm và phát hiện vật nổ, mìn, thiết bị nổ tự tạo, tháo gỡ chúng, bộ chỉ huy Lục quân Mỹ hy vọng trong thời gian tới nhận vào trang bị những robot đầu tiên có khả năng độc lập vòng tránh các vật cản tĩnh và động, cũng như phát hiện những kẻ vi phạm ở cự ly đến 300 m.
Sư đoàn bộ binh số 3 đang nhận vào trang những robot chiến đấu đầu tiên SWORDS (Special Weapons Observation Remote reconnaissance Direct action System). Một mẫu chế thử robot có khả năng phát hiện xạ thủ bắn tỉa cũng đã được chế tạo. Hệ thống này có tên REDOWL (Robotic Enhanced Detection Outpost With Lasers), gồm 1 máy đo xa laser, 1 thiết bị thu bắt tiếng động, các khí tài ảnh nhiệt, 1 máy thu GPS và 4 video camera tự hoạt. Căn cứ tiếng động của phát đạn, robot có thể xác định với xác suất đến 94% vị trí của xạ thủ. Cả hệ thống nặng chỉ có gần 3 kg.
Cho đến gần đây, các phương tiện robot hóa chính được phát triển trong khuôn khổ chương trình FCS (Future Combat System - Các hệ thống chiến đấu tương lai), vốn là bộ phận cấu thành của chương trình quy mô lớn hiện đại hóa vũ khí trang bị của Lục quân Mỹ.
Trong khuôn khổ chương trình FCS, Mỹ đã tiến hành phát triển:
- các thiết bị tín hiệu trinh sát;
- các hệ thống tên lửa tự hoạt và trinh sát-tiến công;
- các UAV;
- các xe tuần thám, xe tiến công-đột kích, xe hạng nhẹ điều khiển từ xa, cũng như các xe hạng nhẹ bảo đảm công binh và hậu cần điều khiển từ xa.
Mặc dù chương trình FCS đã bị đình chỉ, việc phát triển các phương tiện đấu tranh vũ trang mới, trong đó có các hệ thống điều khiển và liên lạc, cũng như một bộ phận lớn các phương tiện robot hóa và không người lái đã được duy trì trong khuôn khổ chương trình mới hiện đại hóa các đơn vị lữ đoàn chiến đấu (Brigade Combat Team Modernization). Cuối tháng 2.2010, một hợp đồng trị giá 138 triệu USD đã được ký với hãng Boeing để phát triển một lô mẫu thử nghiệm.
Việc phát triển các hệ thống và tổ hợp mặt đất robot hóa cũng đang được xúc tiến mạnh mẽ ở các nước khác. Chẳng hạn, Canada, Đức, Australia tập trung chú ý vào việc chế tạo các hệ thống trinh sát tích hợp phức tạp, các hệ thống chỉ huy và kiểm soát, các bệ mang mới, các thành phần trí tuệ nhân tạo, nâng cao tính công thái học cho các giao diện người-máy. Pháp đang đẩy mạnh các nỗ lực trong lĩnh vực phát triển các hệ thống tổ chức phối hợp, các phương tiện sát thươn, nâng cao tính tự hoạt, Anh đang phát triển các hệ thống đạo hàng đặc biệt, nâng cao tính cơ động của các tổ hợp mặt đất…
Hải quânHải quân Mỹ cũng chú ý không kém tới các phương tiện này. Ngay sau Thế chiến II, họ đã bắt đầu sử dụng các thiết bị hải quân không người lái.
Năm 1946, trong chiến dịch ở đảo san hô Bikini, các thuyền điều khiển từ xa đã tiến hành thu mẫu nước ngay sau các vụ thử hạt nhân.
Cuối thập kỷ 1960, những chiếc thuyển dài 7 m được lắp động cơ 8 xylanh và thiết bị điều khiển từ xa để quét thủy lôi. Một số thuyền này được biên chế cho hải đoàn tàu quét lôi 113 đóng ở cảng Nhà Bè, Nam Sài Gòn.
Tháng 1 và 2.1997, thiết bị điều khiển từ xa RMOP (Remote Minehunting Operational Prototype) đã tham gia cuộc diễn tập chống thủy lôi dài 12 ngày ở Vịnh Persique.
Năm 2003, trong chiến dịch Iraqi Freedom, các tàu lặn không người lái đã được sử dụng để thực hiện các nhiệm vụ khác nhau, còn sau đó, trong khuôn khổ chương trình của Bộ Quốc phòng Mỹ về trình diễn khả năng kỹ thuật của các mẫu vũ khí trang bị tiên tiến cũng ở Vịnh Persique đã tiến hành các thí nghiệm sử dụng phối hợp thiết bị SPARTAN và tàu tuần dương tên lửa Gettysburg làm nhiệm vụ trinh sát.
 |
Robot chiến đấu SWORDS đã sẵn sàng lâm chiến (ru.wikipedia.org)
|
- tác chiến chống thủy lôi tại các khu vực hoạt động của các cụm tàu sân bay xung kích, hải cảng, căn cứ hải quân… Diện tích khu vực như vậy có thể từ 180-1800 km2;
- phòng thủ chống tàu ngầm, bao gồm các nhiệm vụ kiểm soát cửa ra các cảng, căn cứ, bảo vệ các cụm tàu sân bay và cụm xung kích ở các khu vực triển khai, cũng như trên đường di chuyển sang các khu vực khác.
Khi làm nhiệm vụ phòng thủ chống ngầm, 6 thiết bị hải quân tự hoạt có khả năng bảo đảm cụm tàu sân bay xung kích hoạt động trong khu vực 36х54 km triển khai an toàn. Đồng thời bằng việc trang bị các trạm thủy âm có tầm hoạt động 9 km, có thể bảo đảm vùng đệm 18 km xung quanh cụm tàu sân bay xung kích đã triển khai;
- bảo đảm an ninh trên biển, bảo vệ các căn cứ hải quân và hạ tầng liên quan chống mọi mối đe dọa, kể cả mối đe dọa tấn công khủng bố;
- tham gia các chiến dịch trên biển;
- bảo đảm hoạt động của các lực lượng tác chiến đặc biệt;
- tác chiến điện tử...
Để thực hiện tất cả các nhiệm vụ, có thể sử dụng các loại thiết bị hải quân mặt nước, điều khiển từ xa, bán tự hoạt hoặc tự hoạt.
Ngoài mức độ tự hoạt, Hải quân Mỹ còn sử dụng cách phân loại theo kích thước và đặc điểm sử dụng, cho phép hệ thống hóa tất cả các phương tiện đang được phát triển thành 4 nhóm:
- X-Class là thiết bị hải quân không người lái nhỏ (đến 3 m) dùng để bảo đảm hoạt động của lực lượng tác chiến đặc biệt và cách ly khu vực. Thiết bị này có khả năng tiến hành trinh sát để bảo đảm hoạt động của một cụm tàu và có thể thả từ các xuồng cao xu khung cứng dài 11 m;
- Harbor Class - các thiết bị loại này được phát triển dựa trên loại thuyền tiêu chuẩn khung cứng dài 7 m, dùng để làm các nhiệm vụ bảo đảm an ninh trên biển và trinh sát, ngoài ra, thiết bị có thể được trang bị các phương tiện sát thương và phi sát thương. Tốc độ hơn 35 hải lý/h, khả năng hoạt động độc lập 12 giờ;
- Snorkeler Class là thiết bị bán chìm dài 7 m, dùng để tác chiến chống thủy lôi, chống tàu ngầm, cũng như bảo đảm hoạt động của đặc nhiệm hải quân. Tốc độ 15 hải lý/h, khả năng hoạt động độc lập 24 giờ;
- Fleet Class là thiết bị thân cứng dài 11 m, được phát triển để tác chiến chống thủy lôi, chống tàu ngầm, cũng như tham gia các hoạt động trên biển. Tốc độ 32-35 hải lý/h, khả năng hoạt động độc lập 48 часов.
Các thiết bị lặn không người lái được hệ thống hóa theo 4 nhóm (xem bảng).
Bản thân sự cần thiết phát triển và nhận vào trang bị của Hải quân Mỹ các thiết bị không người lái được quy định bởi hàng loạt văn kiện chính thức của Hải quân Mỹ, cũng như của quân đội Mỹ nói chung. Đó là Sea Power 21 (Sức mạnh biển, 2002), Quadrennial Defense Review, 2006 (Tổng quan thực trạng và triển vọng phát triển quân đội Mỹ), National Strategy for Maritime Security (Chiến lược an ninh biển quốc gia, 2005), National Defense Strategy of the United States, 2005 (Chiến lược quân sự quốc gia Mỹ)...
Các giải pháp công nghệMáy bay không người lái cũng như các kỹ thuật robot khác ra đời là nhờ hàng loạt các giải pháp kỹ thuật liên quan đến sự xuất hiện của máy lái tự động (autopilot), hệ thống đạo hàng quán tính và nhiều thứ khác. Trong khi đó, những công nghệ then chốt cho phép bù đắp sự thiếu vắng phi công trong buồng lái và về thực chất tạo cho UAV khả năng bay là các công nghệ chế tạo kỹ thuật vi xử lý và các phương tiện truyền tin. Cả 2 loại công nghệ đều đến từ lĩnh vực dân sự - công nghiệp máy tính cho phép sử dụng các bộ vi xử lý hiện đại, các hệ thống liên lạc và truyền dữ liệu không dây, cũng như các phương pháp đặc biệt để nén và bảo vệ thông tin cho UAV. Nắm giữ các công nghệ đó là tiền đề cho thành công trong việc bảo đảm tính tự hoạt cần thiết của không chỉ UAV mà cả các phương tiện kỹ thuật robot mặt đất và các phương tiện tự hoạt trên biển.
Vận dụng cách phân loại khá trực quan do các nhà nghiên cứu Đại học Oxford đề xuất, có thể hệ thống hóa “các khả năng” của những robot tương lai thành 4 nhóm (thế hệ):
- Tốc độ xử lý của các bộ xử lý của các robot vạn năng thế hệ 1 là 3.000 triệu lệnh/s (MIPS) và tương ứng với trình độ con thằn lằn. Đặc điểm chính của các robot này là khả năng nhận và thực hiện chỉ một nhiệm vụ được lập trình sẵn;
- Đặc điểm của các robot thế hệ 2 (trình độ con chuột) là ứng xử thích ứng, có nghĩa là việc huấn luyện, học hỏi diễn ra trực tiếp trong quá trình các nhiệm vụ;
- Tốc độ xử lý của các bộ vi xử lý thế hệ 3 sẽ đạt 10 triệu MIPS, tương ứng với trình độ của con khỉ. Đặc điểm của các robot này là chỉ cần làm mẫu hoặc giải thích để nhận nhiệm vụ và huấn luyện;
- Robot thế hệ 4 sẽ tương ứng với trình độ con người, tức là khả năng tư duy và tự đưa ra các quyết định.
Hiện còn có cách phân loại trình độ tự hoạt của thiết bị không người lái 10 cấp phức tạp hơn. Dù có nhiều khác biệt, tiêu chí thống nhất có trong các cách phân loại được đề xuất vẫn là tiêu chí MIPS mà theo đó người ta thực hiện phân loại.
Hiện trạng của ngành vi điện tử các nước phát triển đã cho phép sử dụng UAV để thực hiện những nhiệm vụ thực sự với sự tham gia tối thiếu của con người. Nhưng mục tiêu cuối cùng là thay thế hoàn toàn phi công bằng bản sao ảo của phi công với cùng những khả năng về tốc độ đưa ra quyết định, dung lượng bộ nhớ và thuật toán hành động đúng đắn.
Các chuyên gia Mỹ cho rằng, nếu như định so sánh khả năng của con người với khả năng của máy tính thì máy tính đó phải thực hiện được 100 ngàn tỷ phép tính/s và có bộ nhớ hành động đủ nhanh. Hiện nay, khả năng của kỹ thuật vi xử lý thấp hơn 10 lần. Và phải đến năm 2015, các nước phát triển mới có thể đạt được trình độ cần thiết. Đồng thời, việc vi hình hoá các bộ xử lý được phát triển cũng có ý nghĩa quan trọng.
Hiện nay, kích thước tối thiểu của các bộ xử lý dựa trên chất silic bán dẫn bị hạn chế bởi công nghệ sản xuất chúng dựa trên kỹ thuật in cực tím. Và theo báo cáo của bộ phận trực thuộc Bộ trưởng Quốc phòng Mỹ, kích thước giới hạn 0,1 Micron sẽ đạt được vào năm 2015-2020.
Bên cạnh đó, thay thế cho công nghệ in cực tím có thể là sử dụng các công nghệ quang, sinh-hóa, lượng tử chế tạo các bộ chuyển mạch và bộ xử lý phân tử. Họ cho rằng, các bộ xử lý được phát triển nhờ sử dụng các phương pháp giao thoa lượng tử, có thể tăng tốc độ tính toán lên hàng ngàn lần, còn công nghệ nano có thể tăng tốc độ tính toán lên hàng triệu lần.
Người ta cũng chú trọng đến các phương tiện liên lạc và truyền dữ liệu tiên tiến mà về bản chất là những thành tố thiết yếu để sử dụng hiệu quả các phương tiện không người lái và robot hóa. Mà đó lại là điều kiện không thể thiếu để cải cách hiệu quả quân đội của bất kỳ quốc gia nào và tiến hành cuộc cách mạng công nghệ trong quân sự.
Các kế hoạch của bộ chỉ huy quân đội Mỹ về việc triển khai các phương tiện kỹ thuật robot là rất quy mô. Hơn nữa, các quan chức táo tợn nhất của Lầu Năm góc ngay khi ngủ cũng thấy một ngày nào đó những đàn robot sẽ tiến hành chiến tranh để xuất khẩu “nền dân chủ” Mỹ đến bất cứ nơi nào trên thế giới, còn bản thân người Mỹ vẫn có thể ngủ ngon ở nhà. Dĩ nhiên, các robot hiện đã thực hiện những nhiệm vụ nguy hiểm nhất, và bản thân tiến bộ kỹ thuật cũng giẫm chân tại chỗ. Nhưng vẫn còn quá sớm để nói đến khả năng thành lập những đơn vị chiến đấu robot hóa hoàn toàn, có khả năng độc lập tiến hành các hoạt động chiến đấu.
Đồng thời, để giải quyết các vấn đề đang phát sinh, người ta dùng đến những công nghệ chế tạo hiện đại nhất:
- polymer sinh học trao đổi gene dùng để phát triển các vật liệu siêu nhẹ, siêu bền, đàn hồi với các tính năng tàng hình cao để làm thân vỏ cho UAV và các phương tiện kỹ thuật robot khác;
- các ống nano carbon dùng trong các hệ thống điện tử của UAV. Ngoài ra, các lớp phủ làm từ các hạt nano các polymer dẫn điện cho phép dùng chúng để tạo ra hệ thống ngụy trang động cho phương tiện kỹ thuật robot chiến đấu và các phương tiện chiến đấu khác;
- các hệ thống vi cơ-điện tử kết hợp các thành tố vi điện tử và vi cơ khí;
- các động cơ hydro cho phép giảm độ ồn của các phương tiện kỹ thuật robot;
- “các vật liệu thông minh” thay đổi hình dáng (hoặc thực hiện chức năng nhất định) dưới ảnh hưởng của các tác động bên ngoài. Ví dụ, đối với UAV, Cục các dự án nghiên cứu quốc phòng tiên tiến DARPA của Bộ Quốc phòng Mỹ đang tiến hành những thí nghiệm nhằm xây dựng khái niệm cánh tự thay đổi tùy thuộc chế độ bay, yếu tố sẽ cho phép làm nhẹ đáng kể trọng lượng UAV nhờ không dùng các kích và máy bơm thủy lực hiện lắp trên các UAV;
- các hạt nano từ tính có khả năng bảo đảm bước nhảy vọt trong phát triển các thiết bị lưu giữ thông tin nhờ mở rộng căn bản “các bộ não” của các hệ thống robot hóa và không người lái. Tiềm năng của công nghệ đạt được nhờ sử dụng các hạt nano đặc biệt kích thước 10-20 nm là 400 gigabit/cm2.
Mặc dù, nhiều dự án và công trình nghiên cứu hiện không hấp dẫn về kinh tế, giới lãnh đạo quân sự các quốc gia hàng đầu đang thi hành chính sách có định hướng, lâu dài trong lĩnh vực phát triển các phương tiện chiến đấu robot hóa và không người lái tiên tiến, không chỉ với hy vọng giữ gìn tính mạng cho binh sĩ, làm cho việc tiến hành tất cả các nhiệm vụ chiến đấu và bảo đảm được an toàn hơn, mà còn phát triển trong tương lai những phương tiện mới và hiệu quả để bảo đảm an ninh quốc gia, chống khủng bố và các mối đe dọa phi truyền thống, cũng như tiến hành hiệu quả các chiến dịch, hoạt động hiện tại và tương lai.
Phân loại thiết bị lặn không người lái
| Chủng loại | Đường kính, cm | Lượng giãn nước, kg | Thời gian bơi ở độ sâu lớn, h | Thời gian bơi ở độ sâu nhỏ, h |
| Mang vác | 7-20 | <45 | <10 | 10-20 |
| Nhẹ | 30 | 225 | 10-20 | 20-40 |
| Trung bình | 50 | <1.350 | 20-50 | 40-80 |
| Nặng | >90 | 9.000 | 100-300 | >400 |
- Nguồn: Robot chiến đấu Mỹ: Dưới nước, trên trời và trên cạn / Aleksandr Evgenievich Kondratiev, PTS KHQS, GS Học viện KHQS // NVO.-14.5.2010.
