Phát hiện Trung Quốc lên ý tưởng ‘siêu’ xe tăng hạt nhân 60 tấn, trang bị pháo điện từ tầm bắn 450km

Trang Interesting Engineering đưa tin, các nhà nghiên cứu Trung Quốc đã phác thảo một ý tưởng xe tăng trong tương lai, kết hợp lò phản ứng hạt nhân công suất 10 MW với pháo điện từ (railgun) năng lượng 50 MJ.

Đây dự kiến sẽ là một mẫu xe tăng trọng lượng khoảng 60 tấn, có khả năng tự cung cấp điện năng và tấn công mục tiêu ở khoảng cách hàng trăm km.

Theo ước tính của các nhà nghiên cứu, pháo điện từ có thể gia tốc đạn lên tốc độ khoảng 3,5 km/giây, qua đó tạo ra tầm bắn lý thuyết khoảng 280 dặm, tương đương 450 km.

Lộ trình phát triển của thiết kế này bắt đầu với hệ thống động lực truyền thống. Mẫu xe tăng đầu tiên sẽ sử dụng máy phát điện diesel công suất 1.500 mã lực. Pháo điện từ 10 MJ trên xe có thể đạt tầm bắn khoảng 93 dặm, tương đương 150 km.

Các siêu tụ điện và bánh đà sẽ bổ sung năng lượng cho những hệ thống có nhu cầu năng lượng lớn. Thiết kế đầu tiên cũng được trang bị giáp điện từ năng lượng 2 MJ. Ở thế hệ thứ hai, năng lượng của vũ khí sẽ được nâng lên 20 MJ.

Tầm bắn dự kiến tăng lên khoảng 186 dặm, tương đương 300 km. Phiên bản này sẽ sử dụng giáp điện từ năng lượng 10 MJ và khoảng 5 tấn hệ thống lưu trữ năng lượng tiên tiến.

Các nhà nghiên cứu cũng hình dung việc sử dụng pin thể rắn và hệ thống lưu trữ năng lượng siêu dẫn. Một lưới điện tích hợp trên xe sẽ điều phối các hệ thống điện khác nhau.

Giai đoạn cuối sẽ đưa hệ thống động lực hạt nhân vào thiết kế sau năm 2045. Khi đó, máy phát diesel sẽ được thay thế bằng một lò phản ứng hạt nhân cỡ nhỏ.

Bài toán đưa lò phản ứng hạt nhân vào xe tăng

Lò phản ứng được đề xuất sử dụng hợp kim chì-bismuth làm chất làm mát và tạo ra công suất nhiệt 10 MW. Các nhà nghiên cứu muốn toàn bộ cụm lò phản ứng được bố trí trong không gian chỉ khoảng 2 m3.

Hệ thống che chắn bức xạ được yêu cầu có trọng lượng không quá 3 tấn. Lò phản ứng cũng phải có chu kỳ thay nhiên liệu ít nhất 5 năm.

Những yêu cầu này tạo ra một bài toán tích hợp cực kỳ khó khăn. Các kỹ sư phải bố trí lò phản ứng, hệ thống che chắn và thiết bị chuyển đổi năng lượng bên trong một phương tiện chiến đấu.

Quản lý nhiệt là một trở ngại khác. Lò phản ứng sẽ tạo ra một lượng nhiệt đáng kể mà các kỹ sư phải tìm cách đưa ra khỏi xe.

Hệ thống cũng phải chịu được điều kiện vận hành khắc nghiệt trên địa hình gồ ghề. Các nhà nghiên cứu cho biết phương tiện cần có khả năng chịu được gia tốc do va chấn lên tới gần 30g.

Pháo điện từ đặt ra một thách thức còn lớn hơn về mặt điện năng. Một vũ khí có năng lượng 50 MJ phải giải phóng một lượng năng lượng khổng lồ trong một xung điện cực ngắn.

Lò phản ứng có thể cung cấp nguồn điện ổn định, nhưng không thể ngay lập tức tạo ra toàn bộ năng lượng cần thiết cho một phát bắn. Do đó, hệ thống lưu trữ năng lượng phải tích lũy điện giữa các lần khai hỏa.

Điều này khiến tụ điện, pin và các thiết bị điện tử công suất trở thành những bộ phận đặc biệt quan trọng của phương tiện. Các nhà nghiên cứu cho rằng vẫn cần tiến hành thêm các mô phỏng đa vật lý và thử nghiệm ở cấp độ toàn phương tiện.

Bài toán cung cấp năng lượng cho pháo điện từ 50 MJ

Một lò phản ứng hạt nhân có thể cung cấp điện liên tục cho các hệ thống vũ khí và cảm biến tiêu tốn nhiều năng lượng. Tuy nhiên, nó cũng chiếm không gian và trọng lượng vốn cần dành cho giáp bảo vệ, đạn dược và hệ thống bảo vệ kíp lái.

Một chuyên gia về thiết bị quân sự nói với South China Morning Post rằng việc lắp đặt một lò phản ứng phân hạch bên trong xe tăng chiến đấu hiện vẫn là điều thiếu tính thực tế. Người này cũng chỉ ra những yêu cầu phức tạp liên quan đến che chắn bức xạ và tản nhiệt.

Chuyên gia này đặt câu hỏi về giá trị thực tế của việc trang bị một nguồn điện gần như không giới hạn trên xe. Kíp lái vẫn cần nghỉ ngơi, trong khi xe tăng vẫn cần đạn dược và phải được bảo trì.

Khả năng sống sót của phương tiện cũng là một mối lo ngại khác. Nếu một phương tiện có người điều khiển và mang theo lò phản ứng hạt nhân bị phá hủy, những rủi ro phát sinh có thể nghiêm trọng hơn nhiều so với việc đơn thuần mất một phương tiện chiến đấu.

Chuyên gia này cho rằng một phương án không người lái có thể phù hợp hơn. Một phương tiện như vậy có thể tận dụng nguồn điện dồi dào để vận hành laser, vũ khí vi sóng, radar và các hệ thống tác chiến điện tử.

Cách tiếp cận này có thể biến ý tưởng trên từ một chiếc xe tăng truyền thống thành một nền tảng chiến đấu tự động công suất lớn.

Xe tăng hạt nhân hiện vẫn chỉ là một ý tưởng nghiên cứu dài hạn. Thách thức cốt lõi có thể nằm ở việc cung cấp những xung điện năng cực lớn bên trong một phương tiện chiến đấu cơ động.

Nghiên cứu này được công bố trên tạp chí khoa học Trung Quốc Acta Armamentarii.

Theo IE