Chế tạo tàu ngầm chạy bằng động cơ AIP
Tàu ngầm hạt nhân thường được miêu tả như công cụ sức mạnh địa chính trị đáng sợ, tuy nhiên không phải quốc gia nào cũng có cơ hội sở hữu thứ vũ khí có tính "răn đe" cao như tàu ngầm hạt nhân.
Lý do đó là công nghệ chế tạo tàu ngầm hạt nhân rất phức tạp nên tàu có giá thành rất cao. Phần lớn các nước trên thế giới đều không thể mua và sử dụng tàu ngầm hạt nhân với giá cả cao ngất.
Tàu ngầm điện - diesel truyền thống có giá thành vừa phải, phù hợp với tiềm lực kinh tế của đa số các nước và dành cho các quốc gia không có tham vọng hải quân viễn dương, mà chỉ dùng tàu ngầm để bảo vệ vùng biển nước nông ven bờ của họ.
Nhược điểm của loại tàu này là phải nổi lên mặt nước để chạy động cơ diesel nạp điện cho ắc quy, tuy nhiên, nó cũng có những lợi thế như có thể chạy êm hơn tàu ngầm hạt nhân khi lặn (do chạy động cơ bằng ắc-quy), nhưng thời gian lặn dưới nước không dài như tàu ngầm chạy bằng động cơ hạt nhân.
Thực tế cho thấy vẫn còn một khoảng cách lớn giữa hiệu suất hoạt động, khả năng tàng hình và độ bền giữa hai loại tàu ngầm.
Nhiều quốc gia muốn một loại tàu ngầm thông thường, có khả năng lặn dưới nước lâu hơn so với tàu ngầm điện-diesel nhưng với mức giá phải chăng hơn tàu ngầm hạt nhân.
Đó chính là động lực thúc đẩy các nước đầu tư, nghiên cứu, chế tạo loại tàu ngầm thông thường có "hệ thống đẩy không phụ thuộc vào không khí" (Air independent propulsion - AIP), giúp tàu hạn chế sử dụng ống thông khí, tăng thời gian chạy ngầm dưới nước của tàu.
Tàu ngầm lớp Gotland của Thụy Điển.
Quốc gia đi đầu trong chế tạo tàu ngầm động cơ AIP
Thụy Điển là một quốc gia trung lập nhưng để đối phó với một nước Nga đang hồi sinh mạnh mẽ, nhất là về quân sự, họ luôn đầu tư phát triển quân đội, đáp ứng yêu cầu bảo vệ đất nước.
Mặc dù không phải là thành viên của NATO nhưng đối diện với các căn cứ hải quân Nga trên biển Baltic, Thụy Điển luôn chú trọng phát triển lực lượng hải quân bằng chính năng lực quốc phòng trong nước.
Từ những năm 1960, Thụy Điển đã bắt đầu phát triển tàu ngầm dùng động cơ AIP, hướng phát triển là sử dụng động cơ Stirling (phát minh năm 1816) trên các tàu ngầm của mình.
Động cơ Stirling thông qua chất xúc tác (hydrogen hoặc heli) làm việc trong xi lanh, trải qua quá trình làm mát, nén, hấp thụ nhiệt, nở, tạo ra động lực đầu ra cho một chu kỳ tuần hoàn, vì thế nó còn được gọi là động cơ nhiệt khí.
Động cơ nhiệt khí tuần hoàn Stirling không thải ra khí thải, ngoài đốt cháy không khí trong buồng đốt, nó không cần nguồn không khí khác, cho nên nó là phương án giải quyết lý tưởng, đảm bảo cho tàu ngầm động cơ thông thường chạy một thời gian dài dưới nước mà không cần nổi lên mặt nước.
Vào tháng 2/1995, chiếc tàu ngầm AIP đầu tiên thế giới trang bị động cơ Stirling mang tên Gotland đã được hạ thủy và chính thức phục vụ trong Hải quân Hoàng gia Thụy Điển. Mặc dù đây chỉ là một tàu ngầm nhỏ, có lượng giãn nước chỉ 1.500 tấn nhưng nó đánh dấu sự khởi đầu của một kỷ nguyên tàu ngầm chạy bằng động cơ Stirling.
Tàu ngầm Gotland được trang bị hai động cơ Stirling V4-275R, mỗi động cơ có công suất 75 KW. Ngoài việc cung cấp 75 đến 85 KW cần thiết cho thiết bị điện trên tàu, năng lượng còn lại sử dụng để đẩy tàu chạy. Tàu ngầm có thể chạy dưới nước với tốc độ khoảng 6 hải lý/giờ cho một chuyến đi liên tục 15 ngày.
Một điểm nổi bật khác của động cơ này là thiết bị hút khí của động cơ có thể kết hợp khí xả với nước và thải ra bên ngoài tàu mà không tạo ra bong bóng khí ở môi trường xung quanh tàu hoạt động, từ đó giảm bớt dấu hiệu bộc lộ mục tiêu ở phần đuôi, giảm bức xạ hồng ngoại.
Các tàu ngầm lớp Gotland được tự động hóa rất cao, chỉ cần 25 thủy thủ, là lớp tàu ngầm sử dụng số lượng thủy thủ ít nhất trong số các tàu ngầm AIP hiện nay.
Vào cuối những năm 1990, Thụy Điển tiếp tục đóng mới 3 chiếc tàu ngầm loại này, Gotland ngày càng trờ nên nổi tiếng hơn sau thành tích đánh chìm (giả định) một tàu sân bay Mỹ trong cuộc tập trận quân sự chung năm 2005. Hiện nay, Nhật Bản và Trung Quốc cũng tập trung phát triển tàu ngầm AIP dựa trên công nghệ động cơ Stirling như của Thụy Điển.
Trong khi đó, từ năm 2003 đến 2005, Thụy Điển đã nâng cấp 4 tàu ngầm động cơ diesel-điện lớp Västergötland được đóng vào cuối năm 1980 sang sử dụng động cơ AIP Stirling với tên gọi mới là tàu ngầm lớp Södermanland, nhưng chỉ 2 chiếc được giữ lại sử dụng.
2 chiếc còn lại sau khi được nhiệt đới hóa để có thể hoạt động được ở vùng nước ấm hơn và nâng cấp hệ thống điều khiển của tàu cũng như điều khiển hỏa lực để bán cho Singapore.
Thụy Điển đang có ý định loại biên tàu ngầm lớp Södermanland của mình từ năm 2019 đến năm 2022. Thay thế lớp tàu ngầm này sẽ là lớp tàu ngầm Kockums A26, được chế tạo bởi Tập đoàn công nghiệp quốc phòng Saab của nước này.
Cấu tạo tàu ngầm A-26.
Vào tháng 6/2015, Bộ trưởng Quốc phòng Thụy Điển khi đó là ông Sten Tolgfors tuyên bố Stockholm cam kết mua hai chiếc tàu ngầm lớp Kockums A26 với mức giá tương đương 959 triệu USD - chỉ bằng 1/5 kinh phí một chiếc tàu ngầm lớp Virginia của Hải quân Mỹ chế tạo.
Hải quân Thụy Điển tuyên bố, tàu ngầm Kockums A26 sẽ đạt được cấp độ tàng hình âm thanh mới nhờ công nghệ "GHOST" (Tàng hình tổng thể đặc biệt).
Nó bao gồm các tấm giảm chấn âm thanh, giá đỡ cao su linh hoạt cho phần cứng, kết hợp với các mép viền cao su diện rộng và các vách ngăn để giảm thiểu tiếng ồn từ những động cơ đang vận hành ra môi trường xung quanh, đồng thời giảm xóc cho tàu khi di chuyển và giảm dần bộc lộ từ tính của tàu ngầm.
Thân tàu cũng sẽ có khả năng đàn hồi bất thường đối với các vụ nổ dưới nước.
Kockums A-26 có lượng giãn nước 2.000 tấn, chiều dài 63 m, rộng 6,4 m, khả năng lặn sâu tối đa khoảng 230 mét, thiết kế của tàu dùng vây đuôi hình chữ X để có khả năng cơ động cao hơn trong vùng biển Baltic.
Tàu có độ tự động hóa cao nên thủy thủ đoàn chỉ từ khoảng 17-26 người. Thời gian hoạt động của tàu đến 45 ngày, hoặc 18 ngày liên tiếp dưới đáy biển.
Bốn động cơ Stirling của tàu cho phép tốc độ đi ngầm của tàu từ 6 đến 10 hải lý/h, cự ly hoạt động nên tới 6.500 hải lý, cho nó khả năng cho các hoạt động ở Đại Tây Dương - trái ngược với tàu ngầm lớp Gotland được thiết kế cho các hoạt động ven bờ.
Về vũ khí, tàu có 4 ống phóng ngư lôi 533 mm phía trước và 2 ống phóng 400 mm phía sau, tất cả số ống phóng này đều có thể phóng ngư lôi hạng nặng điều khiển bằng dây dẫn.
Saab đã nhấn mạnh tính module của thiết kế mới, điều này sẽ làm giảm chi phí phát triển cho các biến thể chuyên biệt, chẳng hạn như một phiên bản chứa tới 18 tên lửa hành trình tấn công mặt đất Tomahawk trong một hệ thống phóng thẳng đứng.
Đây là phiên bản hướng tới xuất khẩu cho Ba Lan khi nước này có cơ hội mua được tên lửa hành trình Tomahawk của Mỹ.
Một tính năng quan trọng khác là ống phóng "đa nhiệm" để triển khai các lực lượng đặc biệt và các phương tiện dưới nước. Nằm giữa các ống phóng ngư lôi trong mũi, ống phóng "đa nhiệm" có thể được sử dụng để phóng và thu hồi tàu lặn không người lái dưới nước AUV-6 và đây cũng là chỗ thoát hiểm cho thủy thủ đoàn khi tàu gặp sự cố khi lặn.
Ngoài phiên bản dành cho hải quân Thụy Điển như trên, Saab còn phát triển phiên bản Pelagic dài 51 mét cho các cuộc tuần tra tầm ngắn, và một phiên bản có chiều dài đến 80 mét, lượng giãn nước đến 4.000 tấn, phạm vi hoạt động 10.000 hải lý, có thể hoạt động liên tục 50 ngày để xuất khẩu đến các quốc gia thuộc khu vực châu Á - Thái Bình Dương.
Hai chiếc Kockums A26 của Thụy Điển phải được hoàn thành trong khoảng thời gian từ năm 2022 đến năm 2024.
Tại thời điểm đó, có thể đánh giá liệu loại tàu ngầm này có đáp ứng được tham vọng của hải quân Thụy Điển hay không.
Theo Bộ trưởng Quốc phòng Thụy Điển Peter Hultqvist:
"Việc đặt mua tàu ngầm Kockums A26 sẽ giúp Thụy Điển đảm bảo năng lực tác chiến dưới mặt nước sau năm 2030. Năng lực tác chiến dưới mặt nước là một phần trọng tâm trong hoạt động quốc phòng của Thụy Điển trong thời bình, thời chiến và trong các trường hợp khẩn cấp".
Những tàu ngầm chạy động cơ AIP của Thụy Điển hoạt động êm, ít phải nổi lên mặt nước nên đảm bảo được tính bí mật cao, đặc biệt là ở vùng biển Baltic, điều này thích hợp cho công tác do thám cũng như thả lính biệt kích phá hoại sâu trong vùng biển đối phương.
Với những ưu điểm trên, các quốc gia khác, kể cả là cường quốc quân sự như Nga cũng không thể đánh giá thấp loại tàu ngầm nhỏ gọn nhưng khả năng tàng hình rất cao này của Thụy Điển.