10 chiến đấu cơ VTOL nổi bật và bài học kỹ thuật then chốt
Phân tích 10 chương trình VTOL: từ dự án 192 triệu bảng, ejector‑augmenter và quạt nâng trong cánh tới mẫu phục vụ 1976–1991, VTOL đầu tiên 1969 và STOVL tàng hình đang được nhiều nước sử dụng.
Danh sách 10 chương trình máy bay cất hạ cánh thẳng đứng (VTOL) dưới đây cho thấy chỉ một số ít bước vào biên chế, còn lại dừng ở mức thử nghiệm do rào cản kỹ thuật: tỷ lệ lực đẩy/thể trọng thấp, hút khí nóng, độ ồn, điều khiển phức tạp hay rủi ro khi hỏng động cơ nâng. Hai cột mốc quan trọng gồm mẫu VTOL đầu tiên vào biên chế năm 1969 và tiêm kích tàng hình STOVL vượt âm đang được nhiều nước sử dụng.
Tổng quan
VTOL/STOVL hướng tới khả năng cất hạ cánh thẳng đứng hoặc đường băng ngắn, đòi hỏi giải pháp tạo lực nâng độc lập với cánh khi tốc độ thấp, đồng thời duy trì hiệu suất bay hành trình và độ tin cậy. Dữ liệu nguồn cho thấy nhiều cách tiếp cận khác nhau: động cơ nâng chuyên dụng, vòi phun xoay điều hướng lực đẩy, quạt nâng trong cánh, hay hệ ejector‑augmenter.
Phân tích kỹ thuật theo từng chương trình
- Dự án 192 triệu bảng Anh: Dùng động cơ RB.193 và hai động cơ nâng. Thiết kế thon với tỷ lệ mảnh cao nhưng tỷ lệ lực đẩy/thể trọng thấp, cánh nhỏ làm giảm cơ động. Ngừng phát triển năm 1972.
- Máy bay “đuôi ngồi” thử nghiệm: Trang bị động cơ Rolls‑Royce Avon. Từng bay qua sông Potomac và đáp xuống Lầu Năm Góc; quân đội kết luận không cần khả năng này nên dự án dừng.
- Thiết kế trinh sát mục tiêu cho Lục quân Mỹ: Tốc độ tối đa 833 km/h. Hệ thống nâng kiểu phun‑hút (ejector‑augmenter) cho lực đẩy thấp; cả hai nguyên mẫu rơi, một phi công thiệt mạng. Dự án thất bại.
- Tiêm kích VTOL Liên Xô: Phục vụ 1976–1991 và tham chiến Afghanistan. Bố trí hai động cơ nâng và một động cơ hành trình; sản xuất khoảng 200 chiếc. Tầm bay và tải trọng yếu, dễ mất ổn định khi hỏng động cơ nâng.
- Giải pháp quạt nâng trong cánh: Tạo lực đẩy gấp 3 lần vòi phun phản lực thông thường. Tuy nhiên điều khiển khó, tăng tốc kém và từng hút cả hình nộm vào quạt. Nhiều tai nạn chết người khiến dự án bị hủy.
- Cấu hình 6 động cơ, đạt Mach 1.14 (1.408 km/h): Hệ điều khiển phức tạp với động cơ ở mũi và đầu cánh. Gặp vấn đề hút khí nóng và xói mòn mặt đất khi dùng đốt sau, không được đưa vào sản xuất.
- Máy bay vận tải VTOL duy nhất từng bay: Dùng để hỗ trợ tác chiến tiền phương nhưng bị thay thế bởi Fiat G.222 (nay là C‑27 Spartan) rẻ và hiệu quả hơn. Do 31 được xem là giải pháp cho yêu cầu sai ngay từ đầu.
- Mẫu đạt Mach 1.4 (~1.715 km/h): Trang bị vòi phun xoay 3D tiên tiến, nhưng gặp tiếng ồn lớn và hút khí nóng khi bay thẳng đứng. Dự án dừng năm 1991; là nền tảng cho Yak‑43 và Yak‑201 sau này.
- Tiêm kích tàng hình STOVL vượt âm vào biên chế: Dùng hệ ILFPS với quạt nâng và vòi phun xoay. Tầm bay ngắn hơn F‑35A do chứa ít nhiên liệu. Được Mỹ, Anh, Ý, Nhật, Singapore, Hàn Quốc sử dụng.
- Mẫu VTOL đầu tiên vào biên chế (1969): Dùng bốn vòi phun điều hướng lực đẩy, không cần động cơ nâng. Phục vụ Anh, Mỹ, Ấn Độ; bản Sea Harrier hoạt động đến 2016. Đặt nền móng cho Harrier II.
Bảng tóm tắt dữ liệu tiêu biểu
| Mẫu | Giải pháp VTOL chính | Tốc độ/Mach | Ghi chú trạng thái |
|---|---|---|---|
| 1 | RB.193 + 2 động cơ nâng | — | Dừng 1972 |
| 2 | “Đuôi ngồi”, Rolls‑Royce Avon | — | Dừng sau thử nghiệm |
| 3 | Ejector‑augmenter | 833 km/h | Hai nguyên mẫu rơi |
| 4 | 2 động cơ nâng + 1 hành trình | — | Phục vụ 1976–1991, ~200 chiếc |
| 5 | Quạt nâng trong cánh | — | Dự án bị hủy |
| 6 | Bố trí 6 động cơ | Mach 1.14 (1.408 km/h) | Không sản xuất |
| 7 | VTOL vận tải | — | Bị thay thế bởi Fiat G.222 |
| 8 | Vòi phun xoay 3D | Mach 1.4 (~1.715 km/h) | Dừng 1991 |
| 9 | ILFPS: quạt nâng + vòi phun xoay | — | Đang được nhiều nước sử dụng |
| 10 | 4 vòi phun điều hướng lực đẩy | — | Vào biên chế 1969 |
Chiến thuật và bài học kỹ thuật
- Giải pháp vòi phun điều hướng giúp vào biên chế sớm mà không cần động cơ nâng, giảm rủi ro khi hỏng động cơ phụ.
- Thiết kế dùng động cơ nâng làm giảm tầm bay, tải trọng; nguy cơ mất ổn định khi hỏng động cơ nâng được ghi nhận trong khai thác.
- Ejector‑augmenter và một số cấu hình quạt/ống hút đặc biệt cho lực đẩy thấp hoặc điều khiển khó, dẫn tới tai nạn trong thử nghiệm.
- Hot gas ingestion và độ ồn lớn là thách thức cố hữu ở cấu hình VTOL, đặc biệt khi đốt sau hoặc bay thẳng đứng kéo dài.
- Một số dự án nhắm tới trinh sát mục tiêu và hỗ trợ tác chiến tiền phương, nhưng hiệu quả tổng thể khiến chúng bị dừng hoặc thay thế bởi nền tảng rẻ và hiệu quả hơn.
Hình ảnh
