Hydro trong Quốc phòng: Vai trò của Hydro trong việc Nâng cao Khả năng Tác chiến
Ngày 11 tháng 12 năm 2025
Trong bối cảnh biến động lớn về địa chính trị, các lực lượng vũ trang đang tìm cách tăng cường chi tiêu quốc phòng, nhanh chóng đưa các công nghệ đột phá và sáng tạo vào ứng dụng, và do đó giành được lợi thế chiến lược trước các đối thủ. Đi đầu là các công nghệ như tự động hóa, trí tuệ nhân tạo (AI), máy bay không người lái (UAV), năng lượng định hướng và vật liệu tiên tiến, tất cả đều được kỳ vọng sẽ có tác động sâu sắc đến việc quản lý bối cảnh mối đe dọa.
Điều cơ bản để triển khai nhiều đổi mới công nghệ này là tăng cường sức mạnh tính toán và khả năng kết nối, đồng thời cũng dẫn đến sự gia tăng mạnh mẽ nhu cầu về điện năng. Các cuộc xung đột hiện tại đã bắt đầu cho thấy những hạn chế của pin trong việc cung cấp điện năng này trong trường hợp sử dụng UAV, với tầm hoạt động của máy bay không người lái thậm chí còn quyết định khoảng cách của tiền tuyến và kích thước của các vùng xám giữa các lực lượng.
Song song đó, trong những năm gần đây, sự quan tâm đến hydro trong quốc phòng ngày càng tăng, mang lại lợi thế chiến lược và tác chiến trên không, trên bộ và trên biển.
Loạt bài đăng trên blog này dựa trên báo cáo chuyên đề “Hydro trong Quốc phòng” của chúng tôi, trong đó xem xét tiềm năng chuyển đổi của công nghệ hydro và pin nhiên liệu trong các ứng dụng quốc phòng và nêu bật những lợi thế độc đáo của công nghệ hydro về mật độ năng lượng, khả năng tàng hình, tính linh hoạt trong vận hành, giảm chi phí bảo trì và tính cơ động chiến thuật.
Lợi ích của Hydro trong các Hoạt động Quốc phòng
Hydro có thể hỗ trợ khả năng duy trì nhiệm vụ quốc phòng kéo dài, giảm thiểu các điểm yếu về hậu cần và cho phép độc lập năng lượng trong môi trường tranh chấp, và các quốc gia trên khắp thế giới đang thử nghiệm các công nghệ để khám phá tác động trong các lĩnh vực sau:
1. Tầm hoạt động và khả năng duy trì kéo dài trong hệ thống đẩy xe
Pin nhiên liệu hydro cung cấp thời gian hoạt động dài hơn đáng kể so với pin lithium-ion truyền thống, và do những cải tiến được dự đoán trong các lĩnh vực như công suất riêng của pin nhiên liệu và tỷ lệ khối lượng bể chứa đông lạnh, theo thời gian có thể vượt trội hơn về tầm hoạt động so với các nền tảng chạy bằng tuabin khí hiện có.
Trong báo cáo chuyên đề của chúng tôi, ZeroAvia đã phân tích khả năng nâng cấp một máy bay không người lái đa cánh quạt chiến thuật loại I(d) (nhỏ) nặng 100 kg điển hình với hệ thống truyền động hydro-điện (xem hình 1).
Kết quả cho thấy ngay cả đối với hệ thống pin nhiên liệu lưu trữ hydro dạng khí, giải pháp hydro-điện nặng nhất hiện có, câu chuyện hoàn toàn khác so với pin thông thường, với khả năng tăng tầm bay và thời gian hoạt động của hệ thống lên gấp năm lần ở mức tải một nửa. Một máy bay không người lái được thiết kế riêng cho ứng dụng hydro-điện có thể vượt trội hơn đáng kể so với giải pháp này.
Hình 1 - Máy bay không người lái đa cánh quạt 100 kg được nâng cấp điển hình (hiệu suất hiện tại so với pin & pin nhiên liệu – phân tích của ZeroAvia)
2. Khả năng tàng hình
Hệ thống hydro tạo ra tín hiệu nhiệt và âm thanh thấp hơn so với động cơ đốt trong, khiến chúng trở nên lý tưởng cho các hoạt động tàng hình. Điều này đặc biệt có giá trị trong chiến tranh viễn chinh, nơi việc không bị phát hiện là rất quan trọng.
Về tín hiệu nhiệt, pin nhiên liệu hoạt động ở nhiệt độ thấp hơn nhiều so với động cơ phản lực UAV thông thường, với khí thải mát hơn ba lần. Điều này có tác động đáng kể đến an toàn vận hành, cũng như thiết kế và bảo trì, với tuổi thọ linh kiện tăng lên và nhiều lựa chọn vật liệu đa dạng, tiết kiệm hơn. Nhiệt độ thấp hơn cũng có nghĩa là giảm đáng kể hiện tượng méo hình quang học (mờ nhiệt) xung quanh phương tiện, có thể làm lộ sự hiện diện của thiết bị trên không hoặc trên mặt đất.
Xét về tiếng ồn, hệ thống động cơ điện hoạt động êm hơn nhiều so với các hệ thống động cơ đốt trong tương đương. Tiếng ồn của động cơ phản lực được loại bỏ hoàn toàn, đối với một số phương tiện, điều này có nghĩa là giảm mức độ tiếng ồn lên đến 85%. Với lưu lượng khí thấp hơn khoảng 10 lần so với động cơ phản lực tương đương, hệ thống truyền động hydro-điện sẽ có kích thước luồng khí thải nhỏ hơn (ảnh hưởng đến tiết diện hồng ngoại) và tiếng ồn liên quan giảm đi.
3. Tính cơ động chiến thuật
Hydro có thể được sản xuất ở bất cứ nơi nào có nước, giảm đáng kể các thách thức trong chuỗi cung ứng nhiên liệu. Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Hải quân Hoa Kỳ đã phát triển các hệ thống pin nhiên liệu hydro di động như Hydro Small Unit Power (H-SUP), cung cấp năng lượng nhẹ, yên tĩnh và hiệu quả cho lính thủy đánh bộ trên chiến trường. Các hệ thống này giảm bớt gánh nặng hậu cần và tăng tính tự chủ cho các đơn vị nhỏ.
Năm 2023, NATO đã tiến hành thử nghiệm tại khu quân sự Gergy của Pháp, do Trung tâm Xuất sắc về An ninh Năng lượng của NATO (ENSEC) dẫn đầu, đánh giá các pin nhiên liệu hydro 400W và 1.000W kết hợp với các hệ thống pin tiên tiến, cho thấy lợi ích của pin nhiên liệu hydro trong việc tăng cường khả năng phục hồi năng lượng và đơn giản hóa hậu cần.
4. Khả năng phục hồi và năng lực của nguồn điện sẵn có tăng lên
Các phương tiện chạy bằng hydro có thể cung cấp thêm nguồn điện sẵn có để hỗ trợ các hệ thống tự hành trên xe và điều hướng độc lập với GPS, giảm sự phụ thuộc vào các liên kết thông tin liên lạc dễ bị tổn thương. Khả năng cung cấp nguồn điện dồi dào trên xe một cách hiệu quả mở ra nhiều tự do hơn.
Đối với các khả năng mới hoàn toàn. Các hạn chế trong thiết kế xe quân sự và hệ thống hỗ trợ của chúng có thể được loại bỏ, mở ra khả năng đạt được lợi thế hiệu suất lớn so với đối thủ.
Ngoài ra, việc tăng công suất điện có thể cho phép loại bỏ hệ thống thủy lực/khí nén truyền thống, tiết kiệm đáng kể trọng lượng và nhiên liệu, trong khi việc lưu trữ hydro lỏng trên xe mang lại tiềm năng cho bộ tản nhiệt đông lạnh để giữ cho các thiết bị đo lường nhạy cảm luôn mát. Các bộ làm mát đông lạnh nhỏ gọn, chắc chắn đã được sử dụng để làm mát các cảm biến nhúng, máy ảnh nhiệt và thiết bị điện tử hiệu suất cao trong một số ứng dụng quốc phòng.
Khám phá các tác động
Việc áp dụng hydro trên một số nền tảng và cơ sở hạ tầng quốc phòng nhất định sẽ tăng cường khả năng, giảm chi phí và củng cố an ninh quốc gia trong môi trường đe dọa ngày càng phức tạp. Trong các bài đăng trên blog tiếp theo được xuất bản trong những tuần tới, chúng tôi sẽ khám phá cách các ứng dụng quân sự của hydro và pin nhiên liệu có thể cải thiện khả năng trên không, trên bộ và trên biển, cũng như cải thiện tính cơ động chiến thuật và tính độc lập trong việc cung cấp năng lượng và nhiên liệu. Trong phần tiếp theo, chúng ta sẽ xem xét cụ thể những tác động của máy bay không người lái (UAV).
