Zoey
Intern Writer
Trong một thế giới mà tốc độ và sự bất ngờ quyết định cục diện chiến trường, liệu chúng ta có đang đứng trước một cuộc cách mạng về vũ khí? Hãy thử hình dung một tên lửa siêu thanh Havoc của Ursa Major, được trang bị trên chiếc F-15EX Eagle, sẵn sàng cho nhiệm vụ với hồ sơ bay đã được khóa chặt. Theo chia sẻ từ Chris Spagnoletti, CEO của Ursa Major, tên lửa mới này được thiết kế để đạt hiệu quả cao với chi phí thấp, đồng thời cực kỳ khó bị đối phương theo dõi trong suốt hành trình bay. Havoc, được Ursa Major ra mắt vào đầu năm 2026, là một phần trong chiến lược của công ty nhằm giải quyết tình trạng thiếu hụt đạn dược nghiêm trọng của Bộ Quốc phòng Mỹ. Với hệ thống đẩy in 3D độc đáo, Havoc hứa hẹn sẽ viết lại luật chơi cho các loại vũ khí siêu thanh.
Tầm nhìn đầy tham vọng của Ursa Major xuất hiện vào thời điểm ngành hàng không vũ trụ và sản xuất quốc phòng Mỹ đang trải qua một thời kỳ phục hưng, với nhiều công ty mới nổi đang chiếm lĩnh vị trí quan trọng trong một thị trường phát triển nhanh chóng. Những cách tiếp cận mới mẻ này đối với công nghệ quốc phòng tiên tiến cũng trùng hợp với dịp Hoa Kỳ kỷ niệm 250 năm thành lập, nhìn lại lịch sử của những khởi nghiệp bất ngờ đã thay đổi thế giới bằng những ý tưởng và cách làm kinh doanh mới. Ursa Major đang nỗ lực khẳng định vị thế của mình trong tinh thần đó.
Công ty đang chuyển mình từ một nhà cung cấp hệ thống đẩy thành một nhà thầu chính và tích hợp, tập trung mạnh vào công nghệ siêu thanh và giải quyết nhu cầu về tên lửa tốc độ cao, giá cả phải chăng với quy mô lớn cho Mỹ và các đồng minh. Trong các hoạt động gần đây, Mỹ đã sử dụng một lượng lớn vũ khí không đối đất tầm xa, bao gồm hơn 850 tên lửa hành trình Tomahawk trong cuộc chiến gần đây với Iran và hàng trăm tên lửa đánh chặn cao cấp, gây áp lực lên một hệ thống vốn đã bị hạn chế bởi thời gian bổ sung kéo dài.
Ông Spagnoletti tin rằng tên lửa siêu thanh là "vấn đề quan trọng và cấp bách nhất trong số các loại đạn dược thiết yếu, với động cơ tên lửa nhiên liệu rắn đứng ngay sau đó". Cách tiếp cận của Ursa Major trong thiết kế và sản xuất cả hai lĩnh vực này giúp công ty "có vị thế tốt để giải quyết" những yêu cầu cấp bách này cho quân đội Mỹ. Ông tiếp tục chia sẻ, "Chúng tôi đang đổi mới về khả năng sản xuất và các hệ thống đạn dược mới. Tất cả đều nằm dưới ô dù của đạn dược có thể mở rộng quy mô. Những người sáng lập Ursa Major thực sự tập trung vào việc phát triển các hệ thống đẩy rất phức tạp, nhưng với xu hướng mạnh mẽ về thiết kế để sản xuất – về cơ bản là phát triển các động cơ tên lửa hiệu suất cao nhất với chi phí thấp nhất và độ tin cậy cao nhất có thể."
Ursa Major đã sản xuất hàng trăm động cơ và tích lũy hơn 135.000 giây thử nghiệm đốt nóng trong chưa đầy một thập kỷ. Ngay từ những ngày đầu, công ty đã đổi mới thông qua các kỹ thuật sản xuất tiên tiến, phát triển để tận dụng công nghệ in 3D được hỗ trợ bởi AI, đặc biệt là in kim loại. Ông Spagnoletti nói: "Chúng tôi đang xem xét vấn đề và bối cảnh ở đây là làm thế nào chúng ta có thể giúp Hoa Kỳ bắt kịp nhanh nhất có thể. Chúng tôi không chỉ muốn một sản phẩm 'tôi cũng vậy', bởi vì chúng tôi thấy có rất nhiều điều đó trong lĩnh vực này. Đây là về việc tìm ra câu trả lời thực sự cho nhu cầu cấp thiết là bổ sung nhanh chóng các loại đạn dược quan trọng của chúng ta."
Ban đầu, Ursa Major tập trung vào động cơ tên lửa nhiên liệu lỏng, nhưng sau đó nhận thấy nhu cầu ngày càng tăng đối với động cơ tên lửa nhiên liệu rắn (SRM) cho đạn dược, vốn theo ông Spagnoletti, vẫn bị ràng buộc bởi các phương pháp sản xuất truyền thống. Cách tiếp cận của Ursa Major đối với sản xuất SRM được thiết kế để bổ sung và củng cố cơ sở công nghiệp quốc phòng rộng lớn hơn bằng cách cung cấp năng lực sản xuất linh hoạt, kiến trúc chung và các phương pháp sản xuất hiện đại hóa.
Phương pháp sản xuất của Ursa Major thay đổi cơ bản cách SRM được thiết kế và chế tạo bằng cách sử dụng sản xuất bồi đắp (additive manufacturing), công cụ mô-đun và các ô sản xuất được hỗ trợ bởi phần mềm. Điều này cho phép chuyển đổi nhanh chóng giữa các biến thể SRM mà không cần tái trang bị tốn kém, giúp giảm thời gian sản xuất và tăng tính linh hoạt. Ngoài ra, công nghệ hạt nhiên liệu có mật độ cao của Ursa Major giúp tăng hiệu suất và tầm bắn của động cơ mà không làm tăng kích thước. Bằng cách tận dụng các kiến trúc chung và sử dụng một bộ nhiên liệu đủ tiêu chuẩn hạn chế, công ty cho biết họ có thể giảm thời gian chứng nhận và đơn giản hóa sản xuất trên nhiều biến thể. Chiến lược năng lượng (hạt nhiên liệu rắn) của công ty nhằm mở rộng năng lực sản xuất nhiên liệu trong nước và giảm sự phụ thuộc vào chuỗi cung ứng dễ bị tổn thương, đồng thời sử dụng các quy trình trộn, đúc và đóng rắn đáng tin cậy.
Nick Doucette, đồng sáng lập và Phó Chủ tịch vận hành chiến lược của Ursa Major, cho biết: "Cả trong lĩnh vực động cơ tên lửa nhiên liệu lỏng và động cơ tên lửa nhiên liệu rắn, cách tiếp cận ngay từ đầu đã ăn sâu vào văn hóa của chúng tôi; cách chúng tôi thiết kế, cách chúng tôi chế tạo, cách chúng tôi mở rộng quy mô." Ông nói thêm, "Chúng tôi tiếp cận các vấn đề sản xuất từ một hướng hoàn toàn khác. Chúng tôi bắt đầu bằng việc chế tạo động cơ tên lửa nhiên liệu lỏng, vốn ở một mức độ nào đó, hỗ trợ ngành công nghiệp phóng. Cách tiếp cận đó cho phép chúng tôi phát triển các nền tảng mới sử dụng các loại nhiên liệu mới hoặc tốc độ hiệu suất cao hơn và chi phí thấp hơn."
"Ngay từ đầu, nó đã giúp hỗ trợ một ngành công nghiệp phóng đang phát triển, nhưng rất nhanh chóng nó bắt đầu tìm đường vào cộng đồng siêu thanh khi các động cơ, sản phẩm và điểm hiệu suất của chúng tôi thực sự bắt đầu giải quyết một số vấn đề thú vị. Khi chúng tôi tập trung mạnh vào nhu cầu siêu thanh, chúng tôi nhận ra rằng cách tiếp cận ban đầu của Ursa Major trong sản xuất và các loại công nghệ mà chúng tôi đang sử dụng thực sự đang giải quyết một số vấn đề thực tế, và điều đó đã dẫn đến các chương trình động cơ tên lửa nhiên liệu rắn của chúng tôi."
Khi chế tạo động cơ tên lửa nhiên liệu rắn, phần không hoạt động của quá trình sản xuất tận dụng mạnh mẽ sản xuất bồi đắp – Ursa Major tránh sử dụng công cụ cố định. Ông Spagnoletti giải thích: "Ví dụ, sau khi chúng tôi chứng nhận một động cơ, chẳng hạn như một bộ đẩy có đường kính cụ thể, và sau đó chính phủ quay lại với chúng tôi và nói rằng đối phương đã thích nghi. Bây giờ họ muốn lực đẩy hơi khác, hoặc có thể có thêm tầm bắn. Chúng tôi đã nghĩ về điều đó, dây chuyền sản xuất của chúng tôi không cần thay đổi. Chúng tôi có thể sử dụng cùng một dây chuyền sản xuất và điều chỉnh nó."
"Chúng tôi giữ nguyên công thức năng lượng – nó đã được thử nghiệm và chứng minh qua nhiều năm – nhưng chúng tôi xem xét vấn đề từ khả năng sản xuất của toàn bộ hệ thống. Từ góc độ hợp đồng, điều này mang lại cho chính phủ nhiều sự linh hoạt hơn và khả năng nhanh nhẹn như đối phương. Điều này đã diễn ra ở phía phát triển trong ba năm qua, làm việc với một số nhà thầu chính và Hải quân Hoa Kỳ. Họ vốn dĩ đang tận dụng khả năng của chúng tôi để làm mọi thứ nhanh chóng, và bây giờ điều đó đang chuyển thành các hợp đồng cho chúng tôi."
Ông Doucette bổ sung rằng Hải quân thực sự hiểu cách tiếp cận sản xuất của Ursa Major. Họ đã thách thức công ty áp dụng cách tiếp cận của mình với tên lửa nhiên liệu lỏng vào ngành công nghiệp động cơ tên lửa nhiên liệu rắn. Khi xem xét các vấn đề và bóc tách từng lớp của động cơ tên lửa nhiên liệu rắn, họ nhận thấy điểm nghẽn thực sự nằm ở các thành phần kim loại tạo nên phần ống không hoạt động, sau đó được nạp năng lượng. Các thành phần năng lượng chắc chắn là khó, nhưng điều thực sự làm tắc nghẽn chuỗi cung ứng là hơn 36 tháng để chế tạo các cấu trúc ống kim loại. Để làm phức tạp thêm vấn đề, tất cả các dây chuyền sản xuất trong 30, 40, 50 năm qua đều được thiết kế xoay quanh một nền tảng duy nhất.
Ông Doucette ví von: "Bạn có thể tưởng tượng một công ty ô tô có một nhà máy khổng lồ đắt tiền nhưng chỉ sản xuất một mẫu xe duy nhất không? Ý tôi là, nó sẽ phá sản về mặt kinh tế." Ông khẳng định, "Chúng tôi đã chứng minh rằng, bằng cách xem xét các bước để chế tạo một động cơ tên lửa nhiên liệu rắn, dù là in kim loại các vòm cuối hay cách chúng tôi thực hiện các tính năng bên trong và chế tạo vỏ thực tế cho đến cách chúng tôi trong một số trường hợp nạp hạt nhiên liệu có mật độ cao để đạt được hiệu suất cao hơn, chúng tôi có thể thực hiện tất cả trên cùng một dây chuyền sản xuất cho bất kỳ động cơ nào có đường kính từ 5 cm đến 56 cm. Cùng một thiết bị, cùng một con người, cùng một diện tích nhà máy. Nếu chúng tôi muốn mở rộng quy mô, chúng tôi chỉ cần sao chép nhà máy. Nếu tín hiệu nhu cầu thay đổi trong một năm – điều mà nếu các cuộc xung đột gần đây cho chúng ta bất kỳ dấu hiệu nào thì có lẽ sẽ xảy ra – nhà máy đó có thể chuyển sang một loại đạn dược khác. Chúng tôi chỉ cần ngừng sản xuất một kích thước và chuẩn bị cho kích thước mới trong vài tháng."
Trụ sở chính rộng 37,6 hecta của Ursa Major nằm ở Berthoud, cách Denver, Colorado khoảng một giờ về phía bắc. Tại đây, công ty có các cơ sở để thử nghiệm động cơ tên lửa nhiên liệu lỏng ngay tại chỗ, đồng thời cũng thiết kế, phát triển và sản xuất. Ông Spagnoletti giải thích: "Tòa nhà chính của chúng tôi thực sự được chia làm đôi. Một bên là sản xuất và phát triển động cơ tên lửa nhiên liệu lỏng để cung cấp năng lượng cho các hệ thống siêu thanh, và bên kia, phía sau một cánh cửa thép cuốn, là phát triển động cơ tên lửa nhiên liệu rắn và sản xuất với tốc độ thấp như một phần của việc bổ sung đạn dược quan trọng của chúng tôi."
"Tại cơ sở ở Colorado, chúng tôi thực sự đang nghiền, trộn, đúc, đóng rắn hàng nghìn pound (tương đương hàng tấn) vật liệu năng lượng mỗi năm cho động cơ tên lửa nhiên liệu rắn của mình, với rất nhiều tự động hóa được tích hợp không chỉ để bảo vệ con người mà còn để làm cho quy trình nhất quán hơn. Chúng tôi có một cơ sở khác để sản xuất động cơ tên lửa nhiên liệu rắn với số lượng lớn – nó cần rất nhiều không gian – và chúng tôi đang đặt mục tiêu sản xuất hàng trăm nghìn pound (tương đương hàng trăm tấn) vật liệu năng lượng để sử dụng trong các hình dạng và kích cỡ khác nhau vào giữa năm 2027." Công ty đã mở rộng với hơn 162 hecta để sản xuất SRM ở Galeton, Colorado.
Nick Doucette đã nhìn thấy công việc về động cơ tên lửa nhiên liệu rắn đang phát triển. "Cuối cùng, chúng tôi sẽ tăng cường sức mạnh cho hệ thống Havoc của mình bằng động cơ tên lửa nhiên liệu rắn. Hãy nhớ rằng, chúng tôi tham gia vào SRM vì nhận thấy nhu cầu đạn dược quan trọng, với cánh cửa rộng mở cho đổi mới sản xuất và một vấn đề mà chúng tôi muốn giúp giải quyết. Vì vậy, chúng tôi đã xây dựng một cách tiếp cận sản xuất và hiện đang chế tạo nhiều loại kích thước khác nhau cho các khách hàng khác nhau."
SRM nhỏ nhất mà Ursa Major đang tích cực phát triển là dành cho Hệ thống Vũ khí Tiêu diệt Chính xác Tiên tiến (APKWS) của BAE Systems. Ông Doucette giải thích: "Hệ thống này hiện đang sử dụng một động cơ rất cũ và có rất nhiều nhu cầu trong ngành để đổi mới động cơ đó. Vì vậy, chúng tôi đã làm việc rộng rãi với cả BAE Systems và Không quân Hoa Kỳ trên nền tảng cụ thể đó, đặc biệt là với hạt nhiên liệu có mật độ cao, và chúng tôi thấy một tương lai rất hứa hẹn ở đó." Ursa Major đã chế tạo vài trăm động cơ 7 cm để thử nghiệm và phát triển. Đây sẽ là phiên bản động cơ tầm xa mở rộng, đóng gói một lượng vật liệu năng lượng lớn hơn đáng kể vào cùng một vỏ tên lửa.
Vào năm 2024, Ursa Major đã giành được hợp đồng với chương trình Hệ thống và Công nghệ Năng lượng Hải quân (NEST) để phát triển và thử nghiệm một thiết kế mới nhằm áp dụng các quy trình sản xuất SRM của mình vào động cơ tên lửa hai lực đẩy Mk104, vốn cung cấp năng lượng cho Tên lửa Tiêu chuẩn 2 (SM-2) của Hải quân Hoa Kỳ, được sử dụng để phòng không mặt đất, và tên lửa chống máy bay, đất liền và biển SM-6.
Các nhà cung cấp động cơ tên lửa nhiên liệu rắn đáng tin cậy hiện đang khan hiếm, và tính linh hoạt của quy trình sản xuất của Ursa Major mở ra một loạt các cơ hội tiềm năng, đặc biệt trong lĩnh vực phòng thủ tên lửa. Phạm vi 25-36 cm là điều mà ông Doucette gọi là "điểm ngọt" cho tên lửa đánh chặn. Khi được hỏi về tên lửa không đối không, ông Doucette nói: "Tất nhiên, chúng tôi đang xem xét nó. Đã có rất nhiều cuộc trò chuyện về cách Ursa Major sẽ tiếp cận vấn đề, nhưng chúng tôi đã có rất nhiều việc đang diễn ra, vì vậy chúng tôi đang đảm bảo rằng chúng tôi không cố gắng nuốt chửng toàn bộ danh sách đạn dược quan trọng cùng một lúc."
Ông Doucette nói thêm: "Hầu hết các vũ khí siêu thanh lớn hơn này đều được tăng cường. Chúng có một bộ đẩy ở phía sau, và chúng tôi đã hoàn thành công việc nội bộ để phát triển khả năng SRM đường kính 56 cm đó. Vì vậy, bây giờ chúng tôi có thể làm bất cứ thứ gì từ 5 cm đến 56 cm trên cùng một dây chuyền sản xuất bằng cách sử dụng cách tiếp cận sản xuất mô-đun chung của chúng tôi."
Những nỗ lực song song của Ursa Major trong lĩnh vực siêu thanh đã đưa câu chuyện trở lại điểm khởi đầu. Cùng với hoạt động kinh doanh động cơ tên lửa nhiên liệu rắn, tên lửa siêu thanh đã trở thành một phần quan trọng trong những nỗ lực của công ty, như Nick Doucette đã chia sẻ.
"Hiện tại, Ursa Major sản xuất hai sản phẩm cụ thể trong lĩnh vực siêu thanh. Đầu tiên là một động cơ chạy bằng oxy lỏng với nhiên liệu tên lửa. Chúng tôi gọi nó là Hadley, và chúng tôi đã có nó trong phần lớn một thập kỷ. Hadley cung cấp năng lượng cho bệ thử nghiệm siêu thanh Talon A của Stratolaunch, chẳng hạn. Chúng tôi không chế tạo phương tiện, chúng tôi chỉ cung cấp động cơ và dịch vụ hỗ trợ, và Hadley đã bay 10 lần rồi."
"Thách thức với Hadley là nó sử dụng oxy lỏng đông lạnh, điều này đặt ra một loạt vấn đề từ góc độ chiến thuật. Một người dùng quân sự không thể ngồi chờ nhiên liệu nguội đi, như bạn làm với oxy lỏng. Chúng tôi cần chế tạo một động cơ tương tự, lực đẩy hơi thấp hơn, nhỏ hơn một chút, nhưng về cơ bản trong cùng một gói, làm cho nó có thể lưu trữ được và quan trọng nhất là làm cho nó có tính chiến thuật, để bạn có thể thả nó từ máy bay hoặc bắn nó thẳng đứng từ tàu. Vì vậy, chúng tôi đã chuyển từ oxy lỏng sang hydrogen peroxide."
"Điểm mấu chốt ở đây là cách duy nhất chúng tôi có thể làm điều đó trong gói, độ chặt và mật độ phù hợp là sử dụng công nghệ in 3D. Sau sáu năm phát triển bồi đắp điên rồ, động cơ Draper đã trở thành hiện thực. Nó đơn giản là không thể thực hiện được nếu không có những tiến bộ lớn trong thế giới bồi đắp vì sự phức tạp về mặt hình học của những gì chúng tôi đang làm. Đó là một điều thực sự đầy thách thức."
Draper là một động cơ có lực đẩy 1814 kgf, được cung cấp năng lượng bởi hydrogen peroxide và nhiên liệu tên lửa. Việc sử dụng nhiên liệu đẩy không đông lạnh, có thể lưu trữ được cho phép lưu trữ lâu dài, triển khai nhanh chóng và linh hoạt trong điều kiện thực tế. Tiềm năng to lớn của nó đã thúc đẩy Ursa Major tìm kiếm một thiết kế phương tiện siêu thanh phù hợp để kết hợp.
Ông Doucette tiếp tục: "Chúng tôi tin tưởng mạnh mẽ rằng Draper đã tạo ra một yếu tố đe dọa khác biệt cho bất kỳ đối thủ nào. Trung Quốc đã có các hệ thống siêu thanh lướt tăng tốc trong một thập kỷ. Các thiết kế siêu thanh khác sử dụng động cơ scramjet, vốn tốn kém và phức tạp. Draper đã mở ra hiệu suất siêu thanh, nơi bạn có một loạt các quỹ đạo và khả năng thích ứng cũng như các cơ chế thực sự sáng tạo khác mà, thành thật mà nói, đối thủ không có. Ý tôi là nó hoàn toàn khác biệt, điều mà chúng tôi coi là một tài sản rất có giá trị cho kho vũ khí an ninh quốc gia."
"Khái niệm sử dụng động cơ tên lửa nhiên liệu lỏng cho vũ khí siêu thanh là hoàn toàn thay đổi cuộc chơi. Draper có thể điều chỉnh lực đẩy – không giống như động cơ tên lửa nhiên liệu rắn sử dụng nhiên liệu và chất oxy hóa trộn sẵn không thể kiểm soát được khi đã đốt cháy – cộng với việc nó được thiết kế để lưu trữ an toàn hơn các động cơ tên lửa nhiên liệu lỏng khác, cung cấp khả năng lưu trữ chiến thuật điển hình của động cơ tên lửa nhiên liệu rắn."
Ông Doucette cho biết Ursa Major đã tìm kiếm đối tác cho chính phương tiện này, nhưng kết luận rằng không có đối tác nào phù hợp, đặc biệt là khi nói đến việc di chuyển nhanh chóng. Quyết định được đưa ra là tự mình thực hiện thiết kế phương tiện bay. Kết quả là Havoc, được thiết kế giống như các chương trình siêu thanh khác để bay với tốc độ vượt quá Mach 5, và dự định được phóng theo nhiều cách khác nhau; như một giai đoạn duy nhất từ máy bay hoặc phóng từ mặt đất với các giai đoạn đẩy bổ sung. Nó cũng được thiết kế để có giá khoảng 3 triệu USD mỗi chiếc (tương đương khoảng 76,2 tỷ VNĐ, với tỷ giá 1 USD = 25.400 VNĐ). Ông Doucette nói: "Chúng tôi đã tham gia một chiến dịch nhanh chóng hợp tác với Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Không quân và chúng tôi đã đi từ ý tưởng đến sẵn sàng bay trong khoảng sáu tháng."
Các tên lửa siêu thanh hiện đang được Không quân Hoa Kỳ thử nghiệm bao gồm Vũ khí Phản ứng Nhanh Phóng từ Máy bay AGM-183A (ARRW), là một hệ thống siêu thanh lướt tăng tốc, với bộ đẩy tên lửa và một phương tiện lướt không động cơ bên trong. Tên lửa Hành trình Tấn công Siêu thanh (HACM) cũng có bộ đẩy tên lửa, nhưng với giai đoạn thứ hai là phương tiện scramjet thở khí. Cả hai đều bị giới hạn hoạt động trong bầu khí quyển của Trái đất – trong khi Havoc có thể hoạt động cả trong hoặc ngoài bầu khí quyển.
Ông Doucette giải thích: "Về hệ thống đẩy trong quốc phòng hàng không vũ trụ, có ba loại chính; thở khí, chạy bằng nhiên liệu rắn và chạy bằng nhiên liệu lỏng. Trong thế giới siêu thanh, cụ thể, chúng ta đang nói về các hệ thống tên lửa di chuyển nhanh, hơi khó đoán, di chuyển với tốc độ gấp hơn năm lần tốc độ âm thanh. Bạn có cùng các phương pháp đẩy, nhưng nhiên liệu lỏng chưa bao giờ thực sự được giới thiệu."
"Các vũ khí siêu thanh thở khí thường là scramjet và ramjet, mà Hoa Kỳ đã phát triển trong một thời gian rất dài. Chúng đắt tiền và tinh xảo, nhưng có tầm bắn rất xa. Trung Quốc hiện có khoảng 600-700 hệ thống lướt tăng tốc đang hoạt động trong kho vũ khí của mình. Điều này không mới đối với họ. Họ đã luyện tập, quan sát và diễn tập." Ông Doucette cảnh báo rằng việc Hoa Kỳ triển khai vũ khí siêu thanh lướt tăng tốc hoặc scramjet có thể không thực sự thay đổi động lực, đó là lý do tại sao lập luận của Ursa Major về vũ khí chạy bằng nhiên liệu lỏng của họ lại mạnh mẽ đến vậy.
"Sự mới lạ của việc chạy bằng nhiên liệu lỏng là nó mang theo chất oxy hóa và nhiên liệu riêng, có nghĩa là nó có thể đi bất cứ đâu – trong bầu khí quyển, ngoài bầu khí quyển, cao, thấp. Một tên lửa nhiên liệu rắn về mặt kỹ thuật có thể làm điều tương tự, nhưng sự khác biệt lớn với hệ thống nhiên liệu lỏng là nó có thể bật và tắt vô số lần. Một tên lửa nhiên liệu rắn sẽ đi đến nơi nó đang đi, nhưng một tên lửa nhiên liệu lỏng có thể đang trên một quỹ đạo và một phần giây sau tắt nó đi, sau đó ngay lập tức hướng đến một quỹ đạo khác vì bạn có thể điều khiển nó từ góc độ vector được cung cấp năng lượng. Draper cũng có thể điều chỉnh lực đẩy hoàn toàn từ 10% đến 100%."
Hiện tại không có hệ thống cạnh tranh nào có khả năng thu hẹp khoảng cách giữa việc hoạt động trong bầu khí quyển và ngoài bầu khí quyển với mức độ kiểm soát lực đẩy như vậy. Ursa Major hiện là công ty duy nhất có phương tiện siêu thanh và kinh nghiệm trong lĩnh vực siêu thanh chạy bằng nhiên liệu lỏng. Công ty đã hai lần phóng từ mặt đất cái mà họ gọi là "Havoc Block 0" từ một đường ray hợp tác với Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Không quân, theo chương trình Trình diễn Tên lửa Nhanh Giá cả phải chăng (ARMD). Các chuyến bay trình diễn này đã được thiết kế như các thử nghiệm đa miền. Ông Doucette nói: "Điều tuyệt vời về Havoc là chúng tôi có thể thay đổi cánh, thêm hệ thống đẩy động cơ tên lửa nhiên liệu rắn của chúng tôi, và điều đó có nghĩa là chúng tôi có thể phóng từ mặt đất, phóng từ hệ thống phóng thẳng đứng (VLS) hoặc phóng từ máy bay."
Ông Chris Spagnoletti bổ sung: "Havoc cung cấp một thứ mà Bộ Quốc phòng chưa từng thấy trước đây. Có một vũ khí chiến thuật tầm trung và tầm xa có thể điều chỉnh lực đẩy sâu, bật và tắt theo ý muốn, không phụ thuộc vào bầu khí quyển, thay đổi vector nhanh chóng, tăng tốc và giảm tốc, lướt trên biển, bay ngoài bầu khí quyển – điều này thực sự mở rộng khả năng của một loại đạn dược. Điều này rất khó để các hệ thống thông thường tìm ra ý định của nó."
Ông Spagnoletti cho biết chương trình siêu thanh của Ursa Major có thể mở rộng nhanh chóng nhờ các quy trình sản xuất bồi đắp và sản xuất dựa trên AI của công ty. Nhiên liệu lỏng của Draper cũng có những lợi thế bổ sung khi nói đến sản xuất. Ông giải thích: "Chúng tôi có thể xả nhiên liệu, đưa chúng vào một cơ sở, và hệ thống không hoạt động đó không cần khoảng cách an toàn lớn. Vì vậy, giả sử trong một tòa nhà rộng 9290 mét vuông, chúng tôi có thể sản xuất 500 hệ thống tên lửa hoàn chỉnh mỗi năm ở trạng thái không hoạt động, sau đó nạp nhiên liệu ngay trước khi chúng tôi vận chuyển hoặc tại địa điểm hoạt động."
"Một số công ty đang ủng hộ những thứ như hợp đồng nhiều năm, và điều đó thực sự quan trọng đối với họ vì họ đang thiết lập các dây chuyền sản xuất dài hạn cứng nhắc. Chúng tôi đã lật ngược điều đó, nếu khách hàng quyết định trong khoảng năm năm tới họ muốn vũ khí này trông khác đi, chúng tôi có một cách tiếp cận mô-đun chung mà chúng tôi có thể thay thế mọi thứ. Hầu hết các hệ thống hàng không vũ trụ mà tôi đã làm việc trong sự nghiệp của mình đều có cửa sổ dài năm hoặc mười năm. Thiết kế, chế tạo, chứng nhận – họ không muốn thay đổi phần cứng vì sẽ mất rất nhiều thời gian và tốn rất nhiều tiền để sửa đổi và chứng nhận các hệ thống đó. Chúng vốn dĩ chống lại sự thay đổi, không phải vì họ không muốn giúp đỡ và thích nghi, mà vì hệ thống cho phép một lượng lớn quán tính, dây chuyền sản xuất có công cụ và quy trình cứng nhắc, chúng không thể thích nghi. Điều khác biệt về Ursa Major là, một lần nữa, chúng tôi thiết kế để sản xuất và tận dụng sản xuất tiên tiến."
Ngoài các cơ sở ở Colorado đã đề cập trước đó, Ursa Major còn có một nhà máy ở Youngstown, Ohio, đây là trung tâm xuất sắc về in 3D, sau đó họ vận chuyển đến Berthoud để lắp ráp và thử nghiệm cuối cùng. Rất nhiều bộ phận và linh kiện được sản xuất nội bộ, bao gồm van, bình chứa, hệ thống điều áp, điện tử hàng không, nhưng công ty cũng phụ thuộc vào một số nhà cung cấp bên ngoài khi thích hợp. "Chúng tôi có một số mối quan hệ đối tác thực sự mạnh mẽ mà chúng tôi không thể tự mình thực hiện. Chúng tôi là những chuyên gia về sản xuất bồi đắp đến mức chúng tôi biết khi nào không nên làm điều đó."
"Quan trọng là, chúng tôi không giảm chi phí bằng cách sử dụng các bộ phận rẻ nhất. Trong 36 năm làm việc trong ngành hàng không vũ trụ, khi nói đến việc chế tạo một loại đạn dược quan trọng, tôi biết chi tiết là yếu tố quyết định – nó phải hoạt động mọi lúc và bạn chỉ có thể giảm giá đến một mức độ nhất định trước khi bắt đầu hy sinh độ tin cậy. Một số đối thủ cạnh tranh của chúng tôi đang cố gắng đạt được một hệ thống siêu thanh chi phí thấp hơn, điều đó thật tuyệt, nhưng đó thường là vũ khí bắn loạt, nơi bạn chỉ cần phóng rất nhiều. Hệ thống tên lửa Havoc là một tài sản chiến lược hơn."
Ursa Major đang thực hiện những bước đi quan trọng trong nỗ lực tái cấp vốn kho tên lửa của quân đội Hoa Kỳ. Công ty đã mở ra các phương pháp linh hoạt để sản xuất động cơ tên lửa nhiên liệu rắn, và đã chứng minh chức năng của Havoc với Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Không quân, bao gồm cả khái niệm hoạt động với tên lửa nhiên liệu lỏng. Ông Spagnoletti chỉ ra rằng Hoa Kỳ từng sử dụng tên lửa nhiên liệu lỏng trước khi có sự ra đời của động cơ tên lửa nhiên liệu rắn. Việc sử dụng sản xuất bồi đắp và in 3D luôn được nhắc đến, đó là cách công ty này có thể mở rộng quy mô đổi mới của mình một cách nhanh chóng.
Mục tiêu lớn tiếp theo mà Ursa Major đang hướng tới là giai đoạn trình diễn tiếp theo cho Havoc – một chuyến bay siêu thanh đầy đủ, được tăng cường. "Chúng tôi đang thúc đẩy điều đó vào năm 2027," ông Spagnoletti nói. Khi Mỹ kỷ niệm 250 năm thành lập, giấc mơ về một tên lửa siêu thanh với động cơ in 3D có thể được cung cấp với số lượng lớn với giá cả phải chăng có thể trở thành một cột mốc quan trọng khác trong câu chuyện đổi mới quốc phòng của Mỹ. Ít nhất đó là mục tiêu của Ursa Major, và nó dường như ngày càng hứa hẹn hơn.
Tầm nhìn đầy tham vọng của Ursa Major xuất hiện vào thời điểm ngành hàng không vũ trụ và sản xuất quốc phòng Mỹ đang trải qua một thời kỳ phục hưng, với nhiều công ty mới nổi đang chiếm lĩnh vị trí quan trọng trong một thị trường phát triển nhanh chóng. Những cách tiếp cận mới mẻ này đối với công nghệ quốc phòng tiên tiến cũng trùng hợp với dịp Hoa Kỳ kỷ niệm 250 năm thành lập, nhìn lại lịch sử của những khởi nghiệp bất ngờ đã thay đổi thế giới bằng những ý tưởng và cách làm kinh doanh mới. Ursa Major đang nỗ lực khẳng định vị thế của mình trong tinh thần đó.
Công ty đang chuyển mình từ một nhà cung cấp hệ thống đẩy thành một nhà thầu chính và tích hợp, tập trung mạnh vào công nghệ siêu thanh và giải quyết nhu cầu về tên lửa tốc độ cao, giá cả phải chăng với quy mô lớn cho Mỹ và các đồng minh. Trong các hoạt động gần đây, Mỹ đã sử dụng một lượng lớn vũ khí không đối đất tầm xa, bao gồm hơn 850 tên lửa hành trình Tomahawk trong cuộc chiến gần đây với Iran và hàng trăm tên lửa đánh chặn cao cấp, gây áp lực lên một hệ thống vốn đã bị hạn chế bởi thời gian bổ sung kéo dài.
Ông Spagnoletti tin rằng tên lửa siêu thanh là "vấn đề quan trọng và cấp bách nhất trong số các loại đạn dược thiết yếu, với động cơ tên lửa nhiên liệu rắn đứng ngay sau đó". Cách tiếp cận của Ursa Major trong thiết kế và sản xuất cả hai lĩnh vực này giúp công ty "có vị thế tốt để giải quyết" những yêu cầu cấp bách này cho quân đội Mỹ. Ông tiếp tục chia sẻ, "Chúng tôi đang đổi mới về khả năng sản xuất và các hệ thống đạn dược mới. Tất cả đều nằm dưới ô dù của đạn dược có thể mở rộng quy mô. Những người sáng lập Ursa Major thực sự tập trung vào việc phát triển các hệ thống đẩy rất phức tạp, nhưng với xu hướng mạnh mẽ về thiết kế để sản xuất – về cơ bản là phát triển các động cơ tên lửa hiệu suất cao nhất với chi phí thấp nhất và độ tin cậy cao nhất có thể."
Ursa Major đã sản xuất hàng trăm động cơ và tích lũy hơn 135.000 giây thử nghiệm đốt nóng trong chưa đầy một thập kỷ. Ngay từ những ngày đầu, công ty đã đổi mới thông qua các kỹ thuật sản xuất tiên tiến, phát triển để tận dụng công nghệ in 3D được hỗ trợ bởi AI, đặc biệt là in kim loại. Ông Spagnoletti nói: "Chúng tôi đang xem xét vấn đề và bối cảnh ở đây là làm thế nào chúng ta có thể giúp Hoa Kỳ bắt kịp nhanh nhất có thể. Chúng tôi không chỉ muốn một sản phẩm 'tôi cũng vậy', bởi vì chúng tôi thấy có rất nhiều điều đó trong lĩnh vực này. Đây là về việc tìm ra câu trả lời thực sự cho nhu cầu cấp thiết là bổ sung nhanh chóng các loại đạn dược quan trọng của chúng ta."
Ban đầu, Ursa Major tập trung vào động cơ tên lửa nhiên liệu lỏng, nhưng sau đó nhận thấy nhu cầu ngày càng tăng đối với động cơ tên lửa nhiên liệu rắn (SRM) cho đạn dược, vốn theo ông Spagnoletti, vẫn bị ràng buộc bởi các phương pháp sản xuất truyền thống. Cách tiếp cận của Ursa Major đối với sản xuất SRM được thiết kế để bổ sung và củng cố cơ sở công nghiệp quốc phòng rộng lớn hơn bằng cách cung cấp năng lực sản xuất linh hoạt, kiến trúc chung và các phương pháp sản xuất hiện đại hóa.
Phương pháp sản xuất của Ursa Major thay đổi cơ bản cách SRM được thiết kế và chế tạo bằng cách sử dụng sản xuất bồi đắp (additive manufacturing), công cụ mô-đun và các ô sản xuất được hỗ trợ bởi phần mềm. Điều này cho phép chuyển đổi nhanh chóng giữa các biến thể SRM mà không cần tái trang bị tốn kém, giúp giảm thời gian sản xuất và tăng tính linh hoạt. Ngoài ra, công nghệ hạt nhiên liệu có mật độ cao của Ursa Major giúp tăng hiệu suất và tầm bắn của động cơ mà không làm tăng kích thước. Bằng cách tận dụng các kiến trúc chung và sử dụng một bộ nhiên liệu đủ tiêu chuẩn hạn chế, công ty cho biết họ có thể giảm thời gian chứng nhận và đơn giản hóa sản xuất trên nhiều biến thể. Chiến lược năng lượng (hạt nhiên liệu rắn) của công ty nhằm mở rộng năng lực sản xuất nhiên liệu trong nước và giảm sự phụ thuộc vào chuỗi cung ứng dễ bị tổn thương, đồng thời sử dụng các quy trình trộn, đúc và đóng rắn đáng tin cậy.
Nick Doucette, đồng sáng lập và Phó Chủ tịch vận hành chiến lược của Ursa Major, cho biết: "Cả trong lĩnh vực động cơ tên lửa nhiên liệu lỏng và động cơ tên lửa nhiên liệu rắn, cách tiếp cận ngay từ đầu đã ăn sâu vào văn hóa của chúng tôi; cách chúng tôi thiết kế, cách chúng tôi chế tạo, cách chúng tôi mở rộng quy mô." Ông nói thêm, "Chúng tôi tiếp cận các vấn đề sản xuất từ một hướng hoàn toàn khác. Chúng tôi bắt đầu bằng việc chế tạo động cơ tên lửa nhiên liệu lỏng, vốn ở một mức độ nào đó, hỗ trợ ngành công nghiệp phóng. Cách tiếp cận đó cho phép chúng tôi phát triển các nền tảng mới sử dụng các loại nhiên liệu mới hoặc tốc độ hiệu suất cao hơn và chi phí thấp hơn."
"Ngay từ đầu, nó đã giúp hỗ trợ một ngành công nghiệp phóng đang phát triển, nhưng rất nhanh chóng nó bắt đầu tìm đường vào cộng đồng siêu thanh khi các động cơ, sản phẩm và điểm hiệu suất của chúng tôi thực sự bắt đầu giải quyết một số vấn đề thú vị. Khi chúng tôi tập trung mạnh vào nhu cầu siêu thanh, chúng tôi nhận ra rằng cách tiếp cận ban đầu của Ursa Major trong sản xuất và các loại công nghệ mà chúng tôi đang sử dụng thực sự đang giải quyết một số vấn đề thực tế, và điều đó đã dẫn đến các chương trình động cơ tên lửa nhiên liệu rắn của chúng tôi."
Khi chế tạo động cơ tên lửa nhiên liệu rắn, phần không hoạt động của quá trình sản xuất tận dụng mạnh mẽ sản xuất bồi đắp – Ursa Major tránh sử dụng công cụ cố định. Ông Spagnoletti giải thích: "Ví dụ, sau khi chúng tôi chứng nhận một động cơ, chẳng hạn như một bộ đẩy có đường kính cụ thể, và sau đó chính phủ quay lại với chúng tôi và nói rằng đối phương đã thích nghi. Bây giờ họ muốn lực đẩy hơi khác, hoặc có thể có thêm tầm bắn. Chúng tôi đã nghĩ về điều đó, dây chuyền sản xuất của chúng tôi không cần thay đổi. Chúng tôi có thể sử dụng cùng một dây chuyền sản xuất và điều chỉnh nó."
"Chúng tôi giữ nguyên công thức năng lượng – nó đã được thử nghiệm và chứng minh qua nhiều năm – nhưng chúng tôi xem xét vấn đề từ khả năng sản xuất của toàn bộ hệ thống. Từ góc độ hợp đồng, điều này mang lại cho chính phủ nhiều sự linh hoạt hơn và khả năng nhanh nhẹn như đối phương. Điều này đã diễn ra ở phía phát triển trong ba năm qua, làm việc với một số nhà thầu chính và Hải quân Hoa Kỳ. Họ vốn dĩ đang tận dụng khả năng của chúng tôi để làm mọi thứ nhanh chóng, và bây giờ điều đó đang chuyển thành các hợp đồng cho chúng tôi."
Ông Doucette bổ sung rằng Hải quân thực sự hiểu cách tiếp cận sản xuất của Ursa Major. Họ đã thách thức công ty áp dụng cách tiếp cận của mình với tên lửa nhiên liệu lỏng vào ngành công nghiệp động cơ tên lửa nhiên liệu rắn. Khi xem xét các vấn đề và bóc tách từng lớp của động cơ tên lửa nhiên liệu rắn, họ nhận thấy điểm nghẽn thực sự nằm ở các thành phần kim loại tạo nên phần ống không hoạt động, sau đó được nạp năng lượng. Các thành phần năng lượng chắc chắn là khó, nhưng điều thực sự làm tắc nghẽn chuỗi cung ứng là hơn 36 tháng để chế tạo các cấu trúc ống kim loại. Để làm phức tạp thêm vấn đề, tất cả các dây chuyền sản xuất trong 30, 40, 50 năm qua đều được thiết kế xoay quanh một nền tảng duy nhất.
Ông Doucette ví von: "Bạn có thể tưởng tượng một công ty ô tô có một nhà máy khổng lồ đắt tiền nhưng chỉ sản xuất một mẫu xe duy nhất không? Ý tôi là, nó sẽ phá sản về mặt kinh tế." Ông khẳng định, "Chúng tôi đã chứng minh rằng, bằng cách xem xét các bước để chế tạo một động cơ tên lửa nhiên liệu rắn, dù là in kim loại các vòm cuối hay cách chúng tôi thực hiện các tính năng bên trong và chế tạo vỏ thực tế cho đến cách chúng tôi trong một số trường hợp nạp hạt nhiên liệu có mật độ cao để đạt được hiệu suất cao hơn, chúng tôi có thể thực hiện tất cả trên cùng một dây chuyền sản xuất cho bất kỳ động cơ nào có đường kính từ 5 cm đến 56 cm. Cùng một thiết bị, cùng một con người, cùng một diện tích nhà máy. Nếu chúng tôi muốn mở rộng quy mô, chúng tôi chỉ cần sao chép nhà máy. Nếu tín hiệu nhu cầu thay đổi trong một năm – điều mà nếu các cuộc xung đột gần đây cho chúng ta bất kỳ dấu hiệu nào thì có lẽ sẽ xảy ra – nhà máy đó có thể chuyển sang một loại đạn dược khác. Chúng tôi chỉ cần ngừng sản xuất một kích thước và chuẩn bị cho kích thước mới trong vài tháng."
Trụ sở chính rộng 37,6 hecta của Ursa Major nằm ở Berthoud, cách Denver, Colorado khoảng một giờ về phía bắc. Tại đây, công ty có các cơ sở để thử nghiệm động cơ tên lửa nhiên liệu lỏng ngay tại chỗ, đồng thời cũng thiết kế, phát triển và sản xuất. Ông Spagnoletti giải thích: "Tòa nhà chính của chúng tôi thực sự được chia làm đôi. Một bên là sản xuất và phát triển động cơ tên lửa nhiên liệu lỏng để cung cấp năng lượng cho các hệ thống siêu thanh, và bên kia, phía sau một cánh cửa thép cuốn, là phát triển động cơ tên lửa nhiên liệu rắn và sản xuất với tốc độ thấp như một phần của việc bổ sung đạn dược quan trọng của chúng tôi."
"Tại cơ sở ở Colorado, chúng tôi thực sự đang nghiền, trộn, đúc, đóng rắn hàng nghìn pound (tương đương hàng tấn) vật liệu năng lượng mỗi năm cho động cơ tên lửa nhiên liệu rắn của mình, với rất nhiều tự động hóa được tích hợp không chỉ để bảo vệ con người mà còn để làm cho quy trình nhất quán hơn. Chúng tôi có một cơ sở khác để sản xuất động cơ tên lửa nhiên liệu rắn với số lượng lớn – nó cần rất nhiều không gian – và chúng tôi đang đặt mục tiêu sản xuất hàng trăm nghìn pound (tương đương hàng trăm tấn) vật liệu năng lượng để sử dụng trong các hình dạng và kích cỡ khác nhau vào giữa năm 2027." Công ty đã mở rộng với hơn 162 hecta để sản xuất SRM ở Galeton, Colorado.
Nick Doucette đã nhìn thấy công việc về động cơ tên lửa nhiên liệu rắn đang phát triển. "Cuối cùng, chúng tôi sẽ tăng cường sức mạnh cho hệ thống Havoc của mình bằng động cơ tên lửa nhiên liệu rắn. Hãy nhớ rằng, chúng tôi tham gia vào SRM vì nhận thấy nhu cầu đạn dược quan trọng, với cánh cửa rộng mở cho đổi mới sản xuất và một vấn đề mà chúng tôi muốn giúp giải quyết. Vì vậy, chúng tôi đã xây dựng một cách tiếp cận sản xuất và hiện đang chế tạo nhiều loại kích thước khác nhau cho các khách hàng khác nhau."
SRM nhỏ nhất mà Ursa Major đang tích cực phát triển là dành cho Hệ thống Vũ khí Tiêu diệt Chính xác Tiên tiến (APKWS) của BAE Systems. Ông Doucette giải thích: "Hệ thống này hiện đang sử dụng một động cơ rất cũ và có rất nhiều nhu cầu trong ngành để đổi mới động cơ đó. Vì vậy, chúng tôi đã làm việc rộng rãi với cả BAE Systems và Không quân Hoa Kỳ trên nền tảng cụ thể đó, đặc biệt là với hạt nhiên liệu có mật độ cao, và chúng tôi thấy một tương lai rất hứa hẹn ở đó." Ursa Major đã chế tạo vài trăm động cơ 7 cm để thử nghiệm và phát triển. Đây sẽ là phiên bản động cơ tầm xa mở rộng, đóng gói một lượng vật liệu năng lượng lớn hơn đáng kể vào cùng một vỏ tên lửa.
Vào năm 2024, Ursa Major đã giành được hợp đồng với chương trình Hệ thống và Công nghệ Năng lượng Hải quân (NEST) để phát triển và thử nghiệm một thiết kế mới nhằm áp dụng các quy trình sản xuất SRM của mình vào động cơ tên lửa hai lực đẩy Mk104, vốn cung cấp năng lượng cho Tên lửa Tiêu chuẩn 2 (SM-2) của Hải quân Hoa Kỳ, được sử dụng để phòng không mặt đất, và tên lửa chống máy bay, đất liền và biển SM-6.
Các nhà cung cấp động cơ tên lửa nhiên liệu rắn đáng tin cậy hiện đang khan hiếm, và tính linh hoạt của quy trình sản xuất của Ursa Major mở ra một loạt các cơ hội tiềm năng, đặc biệt trong lĩnh vực phòng thủ tên lửa. Phạm vi 25-36 cm là điều mà ông Doucette gọi là "điểm ngọt" cho tên lửa đánh chặn. Khi được hỏi về tên lửa không đối không, ông Doucette nói: "Tất nhiên, chúng tôi đang xem xét nó. Đã có rất nhiều cuộc trò chuyện về cách Ursa Major sẽ tiếp cận vấn đề, nhưng chúng tôi đã có rất nhiều việc đang diễn ra, vì vậy chúng tôi đang đảm bảo rằng chúng tôi không cố gắng nuốt chửng toàn bộ danh sách đạn dược quan trọng cùng một lúc."
Ông Doucette nói thêm: "Hầu hết các vũ khí siêu thanh lớn hơn này đều được tăng cường. Chúng có một bộ đẩy ở phía sau, và chúng tôi đã hoàn thành công việc nội bộ để phát triển khả năng SRM đường kính 56 cm đó. Vì vậy, bây giờ chúng tôi có thể làm bất cứ thứ gì từ 5 cm đến 56 cm trên cùng một dây chuyền sản xuất bằng cách sử dụng cách tiếp cận sản xuất mô-đun chung của chúng tôi."
Những nỗ lực song song của Ursa Major trong lĩnh vực siêu thanh đã đưa câu chuyện trở lại điểm khởi đầu. Cùng với hoạt động kinh doanh động cơ tên lửa nhiên liệu rắn, tên lửa siêu thanh đã trở thành một phần quan trọng trong những nỗ lực của công ty, như Nick Doucette đã chia sẻ.
"Hiện tại, Ursa Major sản xuất hai sản phẩm cụ thể trong lĩnh vực siêu thanh. Đầu tiên là một động cơ chạy bằng oxy lỏng với nhiên liệu tên lửa. Chúng tôi gọi nó là Hadley, và chúng tôi đã có nó trong phần lớn một thập kỷ. Hadley cung cấp năng lượng cho bệ thử nghiệm siêu thanh Talon A của Stratolaunch, chẳng hạn. Chúng tôi không chế tạo phương tiện, chúng tôi chỉ cung cấp động cơ và dịch vụ hỗ trợ, và Hadley đã bay 10 lần rồi."
"Thách thức với Hadley là nó sử dụng oxy lỏng đông lạnh, điều này đặt ra một loạt vấn đề từ góc độ chiến thuật. Một người dùng quân sự không thể ngồi chờ nhiên liệu nguội đi, như bạn làm với oxy lỏng. Chúng tôi cần chế tạo một động cơ tương tự, lực đẩy hơi thấp hơn, nhỏ hơn một chút, nhưng về cơ bản trong cùng một gói, làm cho nó có thể lưu trữ được và quan trọng nhất là làm cho nó có tính chiến thuật, để bạn có thể thả nó từ máy bay hoặc bắn nó thẳng đứng từ tàu. Vì vậy, chúng tôi đã chuyển từ oxy lỏng sang hydrogen peroxide."
"Điểm mấu chốt ở đây là cách duy nhất chúng tôi có thể làm điều đó trong gói, độ chặt và mật độ phù hợp là sử dụng công nghệ in 3D. Sau sáu năm phát triển bồi đắp điên rồ, động cơ Draper đã trở thành hiện thực. Nó đơn giản là không thể thực hiện được nếu không có những tiến bộ lớn trong thế giới bồi đắp vì sự phức tạp về mặt hình học của những gì chúng tôi đang làm. Đó là một điều thực sự đầy thách thức."
Draper là một động cơ có lực đẩy 1814 kgf, được cung cấp năng lượng bởi hydrogen peroxide và nhiên liệu tên lửa. Việc sử dụng nhiên liệu đẩy không đông lạnh, có thể lưu trữ được cho phép lưu trữ lâu dài, triển khai nhanh chóng và linh hoạt trong điều kiện thực tế. Tiềm năng to lớn của nó đã thúc đẩy Ursa Major tìm kiếm một thiết kế phương tiện siêu thanh phù hợp để kết hợp.
Ông Doucette tiếp tục: "Chúng tôi tin tưởng mạnh mẽ rằng Draper đã tạo ra một yếu tố đe dọa khác biệt cho bất kỳ đối thủ nào. Trung Quốc đã có các hệ thống siêu thanh lướt tăng tốc trong một thập kỷ. Các thiết kế siêu thanh khác sử dụng động cơ scramjet, vốn tốn kém và phức tạp. Draper đã mở ra hiệu suất siêu thanh, nơi bạn có một loạt các quỹ đạo và khả năng thích ứng cũng như các cơ chế thực sự sáng tạo khác mà, thành thật mà nói, đối thủ không có. Ý tôi là nó hoàn toàn khác biệt, điều mà chúng tôi coi là một tài sản rất có giá trị cho kho vũ khí an ninh quốc gia."
"Khái niệm sử dụng động cơ tên lửa nhiên liệu lỏng cho vũ khí siêu thanh là hoàn toàn thay đổi cuộc chơi. Draper có thể điều chỉnh lực đẩy – không giống như động cơ tên lửa nhiên liệu rắn sử dụng nhiên liệu và chất oxy hóa trộn sẵn không thể kiểm soát được khi đã đốt cháy – cộng với việc nó được thiết kế để lưu trữ an toàn hơn các động cơ tên lửa nhiên liệu lỏng khác, cung cấp khả năng lưu trữ chiến thuật điển hình của động cơ tên lửa nhiên liệu rắn."
Ông Doucette cho biết Ursa Major đã tìm kiếm đối tác cho chính phương tiện này, nhưng kết luận rằng không có đối tác nào phù hợp, đặc biệt là khi nói đến việc di chuyển nhanh chóng. Quyết định được đưa ra là tự mình thực hiện thiết kế phương tiện bay. Kết quả là Havoc, được thiết kế giống như các chương trình siêu thanh khác để bay với tốc độ vượt quá Mach 5, và dự định được phóng theo nhiều cách khác nhau; như một giai đoạn duy nhất từ máy bay hoặc phóng từ mặt đất với các giai đoạn đẩy bổ sung. Nó cũng được thiết kế để có giá khoảng 3 triệu USD mỗi chiếc (tương đương khoảng 76,2 tỷ VNĐ, với tỷ giá 1 USD = 25.400 VNĐ). Ông Doucette nói: "Chúng tôi đã tham gia một chiến dịch nhanh chóng hợp tác với Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Không quân và chúng tôi đã đi từ ý tưởng đến sẵn sàng bay trong khoảng sáu tháng."
Các tên lửa siêu thanh hiện đang được Không quân Hoa Kỳ thử nghiệm bao gồm Vũ khí Phản ứng Nhanh Phóng từ Máy bay AGM-183A (ARRW), là một hệ thống siêu thanh lướt tăng tốc, với bộ đẩy tên lửa và một phương tiện lướt không động cơ bên trong. Tên lửa Hành trình Tấn công Siêu thanh (HACM) cũng có bộ đẩy tên lửa, nhưng với giai đoạn thứ hai là phương tiện scramjet thở khí. Cả hai đều bị giới hạn hoạt động trong bầu khí quyển của Trái đất – trong khi Havoc có thể hoạt động cả trong hoặc ngoài bầu khí quyển.
Ông Doucette giải thích: "Về hệ thống đẩy trong quốc phòng hàng không vũ trụ, có ba loại chính; thở khí, chạy bằng nhiên liệu rắn và chạy bằng nhiên liệu lỏng. Trong thế giới siêu thanh, cụ thể, chúng ta đang nói về các hệ thống tên lửa di chuyển nhanh, hơi khó đoán, di chuyển với tốc độ gấp hơn năm lần tốc độ âm thanh. Bạn có cùng các phương pháp đẩy, nhưng nhiên liệu lỏng chưa bao giờ thực sự được giới thiệu."
"Các vũ khí siêu thanh thở khí thường là scramjet và ramjet, mà Hoa Kỳ đã phát triển trong một thời gian rất dài. Chúng đắt tiền và tinh xảo, nhưng có tầm bắn rất xa. Trung Quốc hiện có khoảng 600-700 hệ thống lướt tăng tốc đang hoạt động trong kho vũ khí của mình. Điều này không mới đối với họ. Họ đã luyện tập, quan sát và diễn tập." Ông Doucette cảnh báo rằng việc Hoa Kỳ triển khai vũ khí siêu thanh lướt tăng tốc hoặc scramjet có thể không thực sự thay đổi động lực, đó là lý do tại sao lập luận của Ursa Major về vũ khí chạy bằng nhiên liệu lỏng của họ lại mạnh mẽ đến vậy.
"Sự mới lạ của việc chạy bằng nhiên liệu lỏng là nó mang theo chất oxy hóa và nhiên liệu riêng, có nghĩa là nó có thể đi bất cứ đâu – trong bầu khí quyển, ngoài bầu khí quyển, cao, thấp. Một tên lửa nhiên liệu rắn về mặt kỹ thuật có thể làm điều tương tự, nhưng sự khác biệt lớn với hệ thống nhiên liệu lỏng là nó có thể bật và tắt vô số lần. Một tên lửa nhiên liệu rắn sẽ đi đến nơi nó đang đi, nhưng một tên lửa nhiên liệu lỏng có thể đang trên một quỹ đạo và một phần giây sau tắt nó đi, sau đó ngay lập tức hướng đến một quỹ đạo khác vì bạn có thể điều khiển nó từ góc độ vector được cung cấp năng lượng. Draper cũng có thể điều chỉnh lực đẩy hoàn toàn từ 10% đến 100%."
Hiện tại không có hệ thống cạnh tranh nào có khả năng thu hẹp khoảng cách giữa việc hoạt động trong bầu khí quyển và ngoài bầu khí quyển với mức độ kiểm soát lực đẩy như vậy. Ursa Major hiện là công ty duy nhất có phương tiện siêu thanh và kinh nghiệm trong lĩnh vực siêu thanh chạy bằng nhiên liệu lỏng. Công ty đã hai lần phóng từ mặt đất cái mà họ gọi là "Havoc Block 0" từ một đường ray hợp tác với Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Không quân, theo chương trình Trình diễn Tên lửa Nhanh Giá cả phải chăng (ARMD). Các chuyến bay trình diễn này đã được thiết kế như các thử nghiệm đa miền. Ông Doucette nói: "Điều tuyệt vời về Havoc là chúng tôi có thể thay đổi cánh, thêm hệ thống đẩy động cơ tên lửa nhiên liệu rắn của chúng tôi, và điều đó có nghĩa là chúng tôi có thể phóng từ mặt đất, phóng từ hệ thống phóng thẳng đứng (VLS) hoặc phóng từ máy bay."
Ông Chris Spagnoletti bổ sung: "Havoc cung cấp một thứ mà Bộ Quốc phòng chưa từng thấy trước đây. Có một vũ khí chiến thuật tầm trung và tầm xa có thể điều chỉnh lực đẩy sâu, bật và tắt theo ý muốn, không phụ thuộc vào bầu khí quyển, thay đổi vector nhanh chóng, tăng tốc và giảm tốc, lướt trên biển, bay ngoài bầu khí quyển – điều này thực sự mở rộng khả năng của một loại đạn dược. Điều này rất khó để các hệ thống thông thường tìm ra ý định của nó."
Ông Spagnoletti cho biết chương trình siêu thanh của Ursa Major có thể mở rộng nhanh chóng nhờ các quy trình sản xuất bồi đắp và sản xuất dựa trên AI của công ty. Nhiên liệu lỏng của Draper cũng có những lợi thế bổ sung khi nói đến sản xuất. Ông giải thích: "Chúng tôi có thể xả nhiên liệu, đưa chúng vào một cơ sở, và hệ thống không hoạt động đó không cần khoảng cách an toàn lớn. Vì vậy, giả sử trong một tòa nhà rộng 9290 mét vuông, chúng tôi có thể sản xuất 500 hệ thống tên lửa hoàn chỉnh mỗi năm ở trạng thái không hoạt động, sau đó nạp nhiên liệu ngay trước khi chúng tôi vận chuyển hoặc tại địa điểm hoạt động."
"Một số công ty đang ủng hộ những thứ như hợp đồng nhiều năm, và điều đó thực sự quan trọng đối với họ vì họ đang thiết lập các dây chuyền sản xuất dài hạn cứng nhắc. Chúng tôi đã lật ngược điều đó, nếu khách hàng quyết định trong khoảng năm năm tới họ muốn vũ khí này trông khác đi, chúng tôi có một cách tiếp cận mô-đun chung mà chúng tôi có thể thay thế mọi thứ. Hầu hết các hệ thống hàng không vũ trụ mà tôi đã làm việc trong sự nghiệp của mình đều có cửa sổ dài năm hoặc mười năm. Thiết kế, chế tạo, chứng nhận – họ không muốn thay đổi phần cứng vì sẽ mất rất nhiều thời gian và tốn rất nhiều tiền để sửa đổi và chứng nhận các hệ thống đó. Chúng vốn dĩ chống lại sự thay đổi, không phải vì họ không muốn giúp đỡ và thích nghi, mà vì hệ thống cho phép một lượng lớn quán tính, dây chuyền sản xuất có công cụ và quy trình cứng nhắc, chúng không thể thích nghi. Điều khác biệt về Ursa Major là, một lần nữa, chúng tôi thiết kế để sản xuất và tận dụng sản xuất tiên tiến."
Ngoài các cơ sở ở Colorado đã đề cập trước đó, Ursa Major còn có một nhà máy ở Youngstown, Ohio, đây là trung tâm xuất sắc về in 3D, sau đó họ vận chuyển đến Berthoud để lắp ráp và thử nghiệm cuối cùng. Rất nhiều bộ phận và linh kiện được sản xuất nội bộ, bao gồm van, bình chứa, hệ thống điều áp, điện tử hàng không, nhưng công ty cũng phụ thuộc vào một số nhà cung cấp bên ngoài khi thích hợp. "Chúng tôi có một số mối quan hệ đối tác thực sự mạnh mẽ mà chúng tôi không thể tự mình thực hiện. Chúng tôi là những chuyên gia về sản xuất bồi đắp đến mức chúng tôi biết khi nào không nên làm điều đó."
"Quan trọng là, chúng tôi không giảm chi phí bằng cách sử dụng các bộ phận rẻ nhất. Trong 36 năm làm việc trong ngành hàng không vũ trụ, khi nói đến việc chế tạo một loại đạn dược quan trọng, tôi biết chi tiết là yếu tố quyết định – nó phải hoạt động mọi lúc và bạn chỉ có thể giảm giá đến một mức độ nhất định trước khi bắt đầu hy sinh độ tin cậy. Một số đối thủ cạnh tranh của chúng tôi đang cố gắng đạt được một hệ thống siêu thanh chi phí thấp hơn, điều đó thật tuyệt, nhưng đó thường là vũ khí bắn loạt, nơi bạn chỉ cần phóng rất nhiều. Hệ thống tên lửa Havoc là một tài sản chiến lược hơn."
Ursa Major đang thực hiện những bước đi quan trọng trong nỗ lực tái cấp vốn kho tên lửa của quân đội Hoa Kỳ. Công ty đã mở ra các phương pháp linh hoạt để sản xuất động cơ tên lửa nhiên liệu rắn, và đã chứng minh chức năng của Havoc với Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Không quân, bao gồm cả khái niệm hoạt động với tên lửa nhiên liệu lỏng. Ông Spagnoletti chỉ ra rằng Hoa Kỳ từng sử dụng tên lửa nhiên liệu lỏng trước khi có sự ra đời của động cơ tên lửa nhiên liệu rắn. Việc sử dụng sản xuất bồi đắp và in 3D luôn được nhắc đến, đó là cách công ty này có thể mở rộng quy mô đổi mới của mình một cách nhanh chóng.
Mục tiêu lớn tiếp theo mà Ursa Major đang hướng tới là giai đoạn trình diễn tiếp theo cho Havoc – một chuyến bay siêu thanh đầy đủ, được tăng cường. "Chúng tôi đang thúc đẩy điều đó vào năm 2027," ông Spagnoletti nói. Khi Mỹ kỷ niệm 250 năm thành lập, giấc mơ về một tên lửa siêu thanh với động cơ in 3D có thể được cung cấp với số lượng lớn với giá cả phải chăng có thể trở thành một cột mốc quan trọng khác trong câu chuyện đổi mới quốc phòng của Mỹ. Ít nhất đó là mục tiêu của Ursa Major, và nó dường như ngày càng hứa hẹn hơn.
