Chi phí đầu tư 10 triệu bảng, Anh đã xây dựng một hệ thống radar phát hiện máy bay từ xa hơn 190km, cảnh báo sớm khoảng 20 phút bằng công nghệ chưa từng dùng.

Vừa thử nghiệm vừa xây dựng trạm radar

TS Russell A. Hart - giáo sư Đại học Hawai'i Pacific (Mỹ), tác giả cuốn Cuộc đụng độ vũ khí: Đồng minh đã chiến thắng ở Normandie như thế nào năm 1944 ghi nhận sau Thế chiến thứ nhất (1914 - 1918), một số nhà lý thuyết tin rằng máy bay ném bom dễ dàng vượt qua ranh giới địa lý của đối phương và chiếm ưu thế chiến trường.

Trước đây, người Anh dựa hai yếu tố chống ngoại xâm gồm eo biển Manche và hải quân. Máy bay đối phương ngày càng hiện đại, Anh có nguy cơ dễ bị tổn thương chưa từng trải. Từ đó, Anh đã thay đổi quan điểm chiến lược. 

Cuối những năm 1930, trước sự hung hăng và không quân hùng mạnh của Đức Quốc xã, Anh phát triển hệ thống phòng thủ chống máy bay và dành nguồn lực phát triển radar vào tháng 1-1935.

Ban đầu, chính phủ tham vấn nhà khoa học Robert Watson-Watt ở Phòng thí nghiệm vật lý quốc gia về giải pháp chế tạo tia vô tuyến tử thần. Sau thử nghiệm, Watson-Watt báo cáo tia vô tuyến tử thần khó thành công nhưng có thể dùng sóng vô tuyến phát hiện máy bay từ xa. Do radar sóng liên tục song địa tĩnh còn hạn chế trong sử dụng thực tế, nhóm nghiên cứu đã khai thác khả năng phát hiện mục tiêu bằng radar xung.

Trong lúc nghiên cứu đang tiếp tục, Chính phủ Anh đã phê duyệt dự án xây dựng hệ thống radar ven biển và tháng 12-1935 duyệt chi 60.000 bảng xây dựng năm trạm ven biển. Mỗi trạm phát gồm một đôi tháp bằng thép cao 100m. 

Trạm thu được xây dựng trên các tháp gỗ cao 75m. Đầu năm 1936, nhân sự và trang thiết bị nhóm nghiên cứu được chuyển đến Bawdsey Manor lập trạm thí nghiệm Bộ Không quân (AMES). Nhiều thử nghiệm đã được thực hiện trong suốt mùa hè 1936 và 1937.

Trong bài viết "Hệ thống radar cảnh báo sớm Chain Home: Nghiên cứu điển hình về đổi mới quốc phòng" đăng trên trang web của Nhà xuất bản Đại Học Quốc Phòng (Mỹ), chuyên gia Justin Roger Lynch ghi nhận chỉ hai năm, radar đã có thể tăng tầm xa phát hiện đến 160km.

Ngoài lượng thông tin quá lớn, các báo cáo về máy bay lực lượng giám sát bờ biển và hệ thống radar CH thường mâu thuẫn nhau. Mỗi bên đều có nhược điểm riêng. Lực lượng giám sát bờ biển không thể quan sát máy bay lúc thời tiết xấu, trong khi hệ thống CH lại không thể phân biệt máy bay bạn hay địch vì lúc bấy giờ thiết bị Nhận dạng bạn hay thù (IFF) còn sơ khai.

May mắn thay, tướng tư lệnh không quân Hugh Dowding đã chỉ thị thực hiện "hệ thống Dowding" với bốn bộ phận phối hợp gồm radar, người giám sát, bộ phận theo dõi không kích và bộ phận điều khiển vô tuyến máy bay. Thông tin do radar và lực lượng giám sát bờ biển cung cấp sẽ bổ sung cho nhau vì radar cung cấp tầm bay của mục tiêu chính xác hơn trong khi lực lượng giám sát bờ biển xác định độ cao và phân biệt máy bay bạn - thù tốt hơn.

Với báo cáo liên tục từ hai nguồn này, khu vực có thể trở thành mục tiêu bị ném bom sẽ nhận được cảnh báo đồng thời máy bay đánh chặn sẽ nhận được hướng máy bay địch. Hệ thống này được xem là mạng lưới đánh chặn tích hợp điều khiển trên mặt đất đầu tiên trên thế giới.

Giải quyết những trở ngại kỹ thuật

Các trạm radar CH bắt đầu hoạt động 24/24 mùa xuân năm 1938. Thế chiến thứ hai bùng nổ. Quá trình phát triển hệ thống radar CH tăng tốc. Tháng 9-1939, đã có 21 trạm CH bao phủ phần lớn bờ biển phía đông và nam nước Anh. Sang năm sau, mạng lưới bao phủ bờ biển phía tây, từ quần đảo Orkney miền bắc đến Weymouth miền nam và Bắc Ireland. Radar mở rộng phạm vi phủ sóng về hướng châu Âu đến tận nội địa Pháp.

Hệ thống CH được kết nối bằng mạng lưới mặt đất với hàng ngàn km đường dây điện thoại. Các sĩ quan chỉ huy không quân Anh đã có đủ thời gian đối phó với các phi vụ ném bom sắp tới của Đức. Đến cuối Thế chiến tranh thứ hai, hệ thống CH đã phát triển tới hơn 100 trạm.

Các phiên bản đầu tiên của hệ thống CH vấp phải hai trở ngại lớn. Đầu tiên là radar chỉ phát hiện máy bay bay ở độ cao từ 7.600m xuống đến hơn 300m, còn thấp hơn thì chịu. Hệ thống Chain Home Low (CHL) được bổ sung khắc phục điểm yếu này.

CHL đã được thử nghiệm vào năm 1936 với radar trên không (chở trên máy bay) dài 1,5m do nhóm nghiên cứu của nhà vật lý Edward Bowen phát triển. Radar này được sử dụng làm radar phòng thủ bờ biển (CD) hỗ trợ pháo binh trực chiến ban đêm hoặc ban ngày có tầm nhìn thấp. Tháng 7-1939, Watson-Watt đặt mua 24 bộ radar CD và bố trí tại các trạm CH để có thể phủ sóng ở độ cao thấp 150m với tầm xa tới 40km.

Đầu năm 1940, các nhà nghiên cứu tại Đại học Birmingham phát triển ống chân không công suất cao tạo ra năng lượng vi sóng với công suất lớn gấp 10 lần so với trước đây. Đầu năm 1942, hệ thống radar Chain Home Extra Low đã sử dụng ống chân không này để phát hiện máy bay bay ở độ cao thấp từ 15 - 60m với tầm xa từ 48 - 72km.

Trở ngại thứ hai là kỹ năng phân tích tín hiệu radar. Các màn hình ban đầu sử dụng máy hiện sóng đòi hỏi nhiều tính toán phức tạp mới xác định được vị trí mục tiêu. Để khắc phục trở ngại này, kế hoạch chỉ báo vị trí đã được thiết lập nhằm xác định mục tiêu trên bản đồ hiển thị trên ống tia âm cực (CRT) nhằm giảm số lượng phép tính và màn hình hiển thị trực quan hơn.

Theo dõi máy bay là một chuyện nhưng theo dõi tên lửa lại là chuyện khác. Phát xít Đức bắt đầu bắn tên lửa V2 ("bom bay") vào tháng 9-1944. V2 có tầm bắn 320km với vận tốc gấp ba lần vận tốc âm thanh. Nhiều trạm CH đã được tổ chức lại với ý đồ phát hiện V2 từ lúc phóng cũng như quan sát đội hình máy bay trên bầu trời Pháp trước khi chúng bay đến Anh.

Những đóng góp của Watson-Watt đã chính thức được công nhận khi ông được vua George VI phong tước hiệp sĩ. Đến năm 1942, nhiều chức năng của hệ thống CH được chuyển cho hệ thống radar điều khiển đánh chặn từ mặt đất (GCI) AMES type 7 tiên tiến hơn. 

Chiến tranh kết thúc, nhiều trạm CH đóng cửa hoặc được đưa vào trạng thái bảo trì để duy trì mức độ sẵn sàng. Mặc dù còn thô sơ so với radar phòng không hiện đại ngày nay nhưng hệ thống radar CH đã cứu được nhiều sinh mạng và tài sản.

----------------------

Hệ thống tên lửa đất đối không Patriot sau 40 năm triển khai với nhiều cải tiến đến mức khác hẳn thiết kế ban đầu, và đã trở thành một trong những vũ khí phòng không chủ chốt của nhiều nước.

Kỳ tới: Patriot phòng không và diệt tên lửa

Chiến tranh hiện đại và lưới lửa phòng không - Kỳ 1: Súng phòng không đời đầu khó bắn hạ máy bay

Các cuộc chiến quy mô hiện đại trên thế giới thường khởi đầu bằng không kích. Tại sao? Vũ khí phòng không quan trọng thế nào?