Năm 1968, Không quân Trung Quốc đề xuất ý tưởng phát triển dòng chiến đấu cơ có khả năng cất hạ cánh thẳng đứng. Vào thời điểm đó, mẫu chiến đấu cơ cất hạ cánh thẳng đứng đầu tiên trên thế giới là "Harrier" cũng chỉ mới bắt đầu quá trình nghiên cứu thiết kế không lâu; cần biết rằng, mẫu Harrier của Anh phải đến năm 1966 mới thực hiện chuyến bay đầu tiên.
Vì vậy, trong bối cảnh ngành công nghiệp hàng không Trung Quốc đang nỗ lực bắt kịp và vượt qua trình độ tiên tiến của thế giới, việc Trung Quốc theo đuổi dòng chiến đấu cơ cất hạ cánh thẳng đứng cũng không có gì là lạ. Tất nhiên, dự án này xuất phát từ nhu cầu thực tế cấp bách.
Thời điểm đó, quan hệ giữa Trung Quốc và các cường quốc phương Tây đang chuyển biến xấu. Trung Quốc phải đối mặt với lực lượng không quân hùng hậu cùng số lượng lớn tên lửa chiến thuật từ đối phương, khiến các sân bay tiền tuyến của Không quân Trung Quốc rất dễ bị phá hủy. Một khi mất đi các sân bay tiền tuyến, những chiếc tiêm kích J-6 của Không quân Trung Quốc sẽ không thể cất cánh hay hạ cánh. Do đó, việc Không quân Trung Quốc đề xuất phát triển biến thể cất hạ cánh thẳng đứng cho J-6 chính là một yêu cầu thực tế.
Tuy nhiên, việc nghiên cứu chế tạo một chiếc chiến đấu cơ cất hạ cánh thẳng đứng không hề dễ dàng, ngay cả đối với các cường quốc hàng không cũng là một thử thách lớn. Đối với ngành công nghiệp hàng không Trung Quốc lúc bấy giờ, đây là một nhiệm vụ vô cùng khó khăn, thậm chí gần như không thể hoàn thành.
Trung Quốc lúc đó chỉ có hai dòng chiến đấu cơ khả thi để cải tiến: một là J-6, dòng chủ lực của không quân và đang được sản xuất hàng loạt; hai là J-7, dòng máy bay vừa mới bắt đầu đưa vào sản xuất. Rõ ràng, lựa chọn J-7 không phải là phương án tối ưu vì đây là dòng tiêm kích đánh chặn tốc độ cao ở tầm cao, trong khi J-6 phù hợp với thực tế hơn.
Cuối cùng, các bộ phận công nghiệp hàng không quyết định chọn J-6 để tiến hành nghiên cứu thiết kế, đồng thời đặt ra mục tiêu hoàn thành chuyến bay thử nghiệm vào năm 1971. Những khó khăn kỹ thuật to lớn như vậy không hề làm chùn bước những người làm hàng không Trung Quốc. Một tổ lãnh đạo chuyên trách của không quân đã được thành lập, rút hơn 100 kỹ sư thiết kế từ đội ngũ dự án J-8, kết hợp với hàng chục kỹ sư từ nhà máy Shenyang cùng các chuyên gia từ các trường đại học hàng không để cùng thực hiện dự án J-6 cất hạ cánh thẳng đứng.
Sau khi xem xét sáu phương án thiết kế, hội đồng thẩm định đã quyết định chọn phương án sử dụng quạt nâng. Thiết kế này sử dụng động cơ phản lực của J-6, dẫn động bốn quạt tuabin cánh quạt bố trí đối xứng ở hai bên thân máy bay, có nét tương đồng với các phi thuyền khoa học viễn tưởng trong bộ phim "Avatar" sau này. Khi cất hạ cánh thẳng đứng, bốn quạt này sẽ được triển khai từ thân máy bay; sau khi chuyển sang chế độ bay bằng, các quạt sẽ thu lại vào trong thân để giảm lực cản. Thiết kế này hướng tới mục tiêu tốc độ bay bằng tối đa đạt ngưỡng siêu thanh, cụ thể là 1.4 Mach, nhanh hơn cả phiên bản J-6 tiêu chuẩn.
Tuy nhiên, nhược điểm của chiến đấu cơ cất hạ cánh thẳng đứng là tầm bay khá hạn chế, nên tầm bay tối đa của J-6 cất hạ cánh thẳng đứng chỉ đạt 600 km. Dù vậy, chỉ số này thực tế không hề thấp nếu xét đến việc dòng Harrier đời đầu khi tác chiến theo phương thức cất hạ cánh thẳng đứng chỉ có bán kính tác chiến vỏn vẹn 100 km.
Tất nhiên, cuối cùng dự án J-6 cất hạ cánh thẳng đứng vẫn bị hủy bỏ. Trong thời đại đó, việc nghiên cứu chế tạo một chiếc chiến đấu cơ tiên tiến như vậy là điều không thể đối với ngành công nghiệp hàng không Trung Quốc. Nhưng bước sang thế kỷ 21, khi ngành công nghiệp hàng không Trung Quốc trỗi dậy, việc tái khởi động nghiên cứu chiến đấu cơ cất hạ cánh thẳng đứng không còn là điều bất khả thi.
Trên thế giới, quốc gia duy nhất thành công trong việc chế tạo chiến đấu cơ cất hạ cánh thẳng đứng là Anh với dòng Harrier danh tiếng, thậm chí Mỹ cũng đã mua sắm số lượng lớn. Trong những năm 70-80, Liên Xô cũng đã phát triển một vài mẫu chiến đấu cơ cất hạ cánh thẳng đứng, nổi tiếng nhất là Yak-141.
Mẫu chiến đấu cơ cất hạ cánh thẳng đứng đầu tiên của Liên Xô là Yak-38, có thiết kế rất giống với Harrier của Anh. Vấn đề lớn nhất của nó cũng nằm ở bán kính tác chiến chỉ đạt 100 km khi cất hạ cánh thẳng đứng, cùng với tải trọng vũ khí ngoại treo bị hạn chế dưới một tấn. Thậm chí, do động cơ chiếm quá nhiều không gian trong khung thân, máy bay không thể lắp đặt radar trên khoang. Một dòng chiến đấu cơ như vậy tất yếu đã bị loại bỏ.
Sau đó, Liên Xô tiếp tục phát triển mẫu Yak-141. Dòng chiến đấu cơ này có kích thước lớn hơn Yak-38, sở hữu khả năng bay siêu thanh và được trang bị radar điều khiển hỏa lực tiên tiến. Yak-141 sử dụng động cơ R79V-300 với lực đẩy cực lớn cùng công nghệ ống phụt vector. Tuy nhiên, do độ khó kỹ thuật quá cao, cả động cơ lẫn hệ thống radar đều không đạt yêu cầu, khiến dự án vẫn chưa hoàn thành khi Liên Xô tan rã.
Mẫu chiến đấu cơ cất cánh thẳng đứng tiên tiến này dần dần biến mất, nhưng các bản vẽ cấu hình hệ thống động lực và tài liệu thiết kế của nó sau đó đã được tập đoàn Lockheed Martin mua lại. Nhờ đó, mẫu chiến đấu cơ F-35 với khả năng cất cánh đường băng ngắn và hạ cánh thẳng đứng (STOVL) mới ra đời, chính là chiếc F-35B.
Trong lịch sử, các mẫu chiến đấu cơ cất cánh thẳng đứng từng xuất hiện đều có tính năng rất kém, thua xa so với các loại chiến đấu cơ cất cánh thông thường, vì vậy chúng không có cơ hội phát triển.
Mãi cho đến khi Lockheed Martin của Mỹ chế tạo ra chiếc F-35B theo dạng cất cánh đường băng ngắn và hạ cánh thẳng đứng, loại chiến cơ này không còn ép buộc phải cất cánh thẳng đứng hoàn toàn mà chuyển sang chạy đà cất cánh trên đường băng ngắn. Nhờ cách này, mức tiêu hao nhiên liệu không còn quá lớn như khi cất cánh thẳng đứng, giúp bán kính tác chiến của nó nằm trong phạm vi chấp nhận được.
Quan trọng hơn cả, chiến đấu cơ F-35B được trang bị cho các tàu tấn công đổ bộ của Mỹ. Mỗi tàu chở từ sáu đến tám chiếc F-35B, chẳng phải điều này tương đương với một tàu sân bay hạng nhẹ hay sao?
Tương lai Hải quân Trung Quốc cũng dự định đóng số lượng lớn tàu tấn công đổ bộ, vì vậy mẫu J-10E với khả năng cất cánh đường băng ngắn và hạ cánh thẳng đứng này chính là một thiết kế mang tính mục tiêu rất cao!
Phương án thứ ba đã được báo cáo xong, mọi người đều không ngờ rằng ba phương án cải tiến J-10 của Viện 611 lại đều mang tính đột phá đến vậy.
Đặc biệt là phương án cuối cùng, nó chính là phiên bản F-35B của Trung Quốc!
Vì vậy, khi Tổng công trình sư Dương Vĩ mời lãnh đạo và các chuyên gia cho ý kiến, lãnh đạo quân đội đã cười lớn và nói: "Viện trưởng Dương, các nhà thiết kế của Viện 611 quả thực là nghé con không sợ cọp! Cả ba phương án đều rất tuyệt vời, nhất là phương án cuối cùng, thực sự là vượt xa mong đợi! Cất cánh đường băng ngắn và hạ cánh thẳng đứng, trên thế giới này chỉ có F-35B làm được, hơn nữa phương án của chúng ta lại rất tiệm cận với F-35B!"
Tổng công trình sư Dương Vĩ cười đáp: "Quả thực, phương án này rất mới mẻ và độc đáo. Chúng tôi sử dụng thiết kế cất cánh đường băng ngắn và hạ cánh thẳng đứng, nhưng không phải tùy tiện đưa ra mà là dựa trên sự phát triển nhiều năm qua. Công nghiệp hàng không Trung Quốc hiện đã đủ khả năng hoàn thiện thiết kế và nghiên cứu chế tạo loại chiến đấu cơ này. Ít nhất, tôi rất tin tưởng vào phương án này."
Lâm Bằng lên tiếng: "Tôi thấy phương án này rất tốt, dù chỉ là nghiên cứu kỹ thuật dự phòng cũng rất cần thiết. Động cơ Nga Mi của chúng ta sau nhiều năm phát triển cũng đã dần hoàn thiện. Một động cơ tốt như vậy nếu chỉ dùng làm động cơ cho J-20 thì thật đáng tiếc. Vì thế, nó hoàn toàn có thể trở thành nguồn lực cho các cải tiến của J-10, giúp chúng ta thực hiện bước đột phá trong lĩnh vực chiến đấu cơ cất cánh đường băng ngắn và hạ cánh thẳng đứng. Nếu J-10E thành công, nó chắc chắn sẽ có năng lực sánh ngang với F-35B!"
Viện sĩ Lê Thiên từ Viện nghiên cứu Bắc Sở lên tiếng: "Tôi cho rằng mẫu chiến đấu cơ cất cánh đường băng ngắn và hạ cánh thẳng đứng này đã hoàn toàn đi chệch khỏi tư duy phát triển hệ thống của dòng J-10. Chúng ta có thực sự cần loại chiến đấu cơ này không? Tôi cho rằng trong vòng 20 năm tới là không cần! Bởi vì chúng ta phải làm rõ, loại chiến đấu cơ này dùng để làm gì?"
Thấy Viện sĩ Lê Thiên đứng dậy phê bình thiết kế này, mọi người bắt đầu xì xào bàn tán.
Viện sĩ Lê Thiên nói tiếp: "Chiến đấu cơ cất cánh đường băng ngắn và hạ cánh thẳng đứng chỉ có thể cần thiết trên các tàu tấn công đổ bộ, nhưng Hải quân chúng ta đã có kế hoạch đóng loại tàu này chưa? Ít nhất là hiện tại tôi chưa nghe nói đến. Hơn nữa, dù chúng ta có tàu tấn công đổ bộ, liệu có nhất thiết phải cần loại chiến đấu cơ này không? Tôi cho rằng là không!"
"Trước hết, dù Hải quân có trang bị tàu tấn công đổ bộ thì số lượng cũng rất ít, nhiều nhất không quá sáu chiếc. Một tàu chỉ mang được sáu chiếc chiến đấu cơ, tổng cộng cũng chỉ có 36 chiếc. Với số lượng ít ỏi như vậy, việc đầu tư nguồn vốn khổng lồ để nghiên cứu phát triển một dòng chiến đấu cơ cất cánh đường băng ngắn và hạ cánh thẳng đứng thì ý nghĩa nằm ở đâu?"
Tổng công trình sư Đường cười lớn nói: "Viện sĩ Lê, tôi lại cho rằng hải quân chúng ta thực sự sẽ cần không ít chiến đấu cơ cất hạ cánh thẳng đứng! Trước hết, tôi cho rằng hải quân chúng ta trong tương lai phải hướng tới đại dương xanh, trở thành một lực lượng hải quân viễn dương thực thụ. Khi lợi ích quốc gia mở rộng ra nước ngoài, chúng ta bắt buộc phải sở hữu lực lượng trên biển hùng mạnh để bảo vệ lợi ích đó. Về số lượng tàu tấn công đổ bộ, tôi cho rằng ít nhất phải từ mười hai chiếc trở lên, số lượng tàu sân bay cũng không thấp hơn năm chiếc. Chưa bàn đến tàu sân bay, chỉ riêng tàu tấn công đổ bộ, mỗi chiếc nên có lượng giãn nước từ 35.000 tấn trở lên, mỗi tàu có thể trang bị tới hai mươi chiếc chiến đấu cơ cất hạ cánh thẳng đứng. Như vậy, một chiếc tàu tấn công đổ bộ sẽ tương đương với một tàu sân bay hạng nhẹ. Với mười hai tàu tấn công đổ bộ, nhu cầu về chiến đấu cơ cất hạ cánh thẳng đứng sẽ lên tới ít nhất 250 chiếc."
Mọi người nghe xong, thấy lời Tổng công trình sư Đường nói quả thực rất có lý!
Nếu có mười hai tàu tấn công đổ bộ, mỗi tàu mang theo hai mươi chiếc chiến đấu cơ cất hạ cánh thẳng đứng J-10E, chẳng phải tương đương với việc có thêm mười hai tàu sân bay cỡ nhỏ sao? Như vậy, hải quân Trung Quốc sẽ trở thành lực lượng hải quân viễn dương mạnh thứ hai thế giới, chỉ đứng sau hải quân Mỹ.
Dù phải đối mặt với các biên đội tàu sân bay của Mỹ cũng không cần lo lắng, bởi vì năng lực tác chiến tổng hợp của chiến đấu cơ cất hạ cánh thẳng đứng J-10E sẽ không thua kém nhiều so với chiến đấu cơ F-35B!
Hơn nữa, việc tận dụng nền tảng chiến đấu cơ J-10 để cải tiến cũng giống như cách tập đoàn Lockheed Martin phát triển ba biến thể của F-35, hoàn toàn có thể đáp ứng những nhu cầu khác nhau!
Thực ra, mọi người cũng có thể đoán được, lý do Viện sĩ Lê Thiên phê bình phương án thiết kế cất hạ cánh thẳng đứng của J-10E có lẽ xuất phát từ một chút tư tâm, bởi vì Viện nghiên cứu Bắc Sở cũng có thể phát triển mẫu chiến đấu cơ "Xương Cốt Ưng" theo hướng cất hạ cánh thẳng đứng!
Viện sĩ Lê Thiên cười ha hả nói: "Lời Tổng công trình sư Đường nói cũng có lý, nhưng tôi vẫn bảo lưu quan điểm của mình. Chiến đấu cơ cất hạ cánh thẳng đứng còn có thị trường lớn đến mức nào? Chúng ta cứ nhìn vào chiến đấu cơ cánh cụp cánh xòe là biết, kết quả phát triển của chiến đấu cơ cánh cụp cánh xòe chính là bài học cho chiến đấu cơ cất hạ cánh thẳng đứng. Chúng ta hãy bắt đầu từ lịch sử của chiến đấu cơ cánh cụp cánh xòe!"
Tiếp đó, Viện sĩ Lê Thiên bắt đầu phân tích lịch sử và triển vọng phát triển của kỹ thuật cánh cụp cánh xòe, cũng như kỹ thuật cất hạ cánh thẳng đứng.
Kỹ thuật cánh cụp cánh xòe xuất hiện cùng thời điểm với kỹ thuật cất hạ cánh thẳng đứng. Tuy nhiên, số lượng các mẫu chiến đấu cơ cánh cụp cánh xòe thành công lại nhiều hơn đáng kể so với chiến đấu cơ cất hạ cánh thẳng đứng.
Thời kỳ đầu có các loại như chiến đấu cơ hạm tàu F-14, máy bay ném bom F-111B của Mỹ, chiến đấu cơ MiG-23 và MiG-27, máy bay ném bom Su-24 của Liên Xô, cùng với máy bay ném bom "Cuồng Phong" (Tornado) của Anh và nhiều mẫu khác.
Ngoài ra còn có các máy bay ném bom chiến lược như B-1B, Tu-160 và Tu-22 cũng áp dụng kỹ thuật cánh cụp cánh xòe.
Sự xuất hiện của kỹ thuật cánh cụp cánh xòe cũng giống như chiến đấu cơ cất hạ cánh thẳng đứng, đều xuất phát từ nhu cầu thực tế.
Cánh cụp (cánh xuôi sau) mang lại lợi thế khi bay ở tốc độ cao, nhưng lại làm mất đi đặc tính tốc độ thấp vốn có của cánh thẳng. Vì vậy, các nhà thiết kế rất tự nhiên đã đặt ra câu hỏi: liệu có thể thay đổi góc cụp của cánh trong các giai đoạn bay khác nhau hay không? Tức là thay đổi góc cụp ngay trong khi bay để giải quyết vấn đề tốc độ thấp của máy bay tốc độ cao.
Nghiên cứu ban đầu về cánh cụp cánh xòe được người Đức thực hiện vào cuối Thế chiến II. Năm 1945, họ đã thiết kế một loại máy bay cánh cụp cánh xòe, đó là một chiếc máy bay thử nghiệm điều chỉnh góc cụp trên mặt đất, chưa từng bay lên không trung.
Cuối Thế chiến II, Đức cũng thiết kế một loại máy bay đánh chặn cất cánh thẳng đứng là Ba-349. Chiếc nguyên mẫu đầu tiên của Ba-349 hoàn thành vào ngày 4 tháng 10 năm 1944. Sau đó, họ đã tiến hành vài lần thử nghiệm kéo không động cơ và thử nghiệm phóng không người lái. Ngày 25 tháng 2 năm 1945, Ba-349 thực hiện lần phóng thẳng đứng có mô hình người lái, kết quả thử nghiệm rất thành công, phi công và động cơ đều hạ cánh an toàn xuống mặt đất.
Tất nhiên, loại chiến đấu cơ cất cánh thẳng đứng này sau đó đã không được đưa vào biên chế.
Đến thập niên 50, công ty Convair của Mỹ cũng chế tạo một loại máy bay kiểm chứng kỹ thuật cất cánh thẳng đứng XFY-1, đồng thời Lockheed Martin cũng có dự án tương tự.
Cũng trong thập niên 50, công ty Bell của Mỹ tiếp nhận kế hoạch của NACA, thiết kế máy bay nghiên cứu cánh cụp cánh xòe X-5 và bay thử lần đầu vào năm 1951. Gần như cùng lúc đó, công ty Grumman của Mỹ nghiên cứu chế tạo máy bay cánh cụp cánh xòe XF10F-1 cho hải quân Mỹ, cũng bay thử lần đầu vào năm 1952.
Vì vậy, nhìn từ lịch sử phát triển, kỹ thuật cánh cụp cánh xòe quả thực đã phát triển song hành cùng kỹ thuật cất hạ cánh thẳng đứng.
Máy bay cánh cụp cánh xòe về mặt kết cấu và sử dụng đều khả thi, có thể cải thiện đáng kể hiệu suất bay ở cả tốc độ cao và tốc độ thấp. Trong khi đó, chiến đấu cơ cất hạ cánh thẳng đứng lại có thể giải quyết vấn đề thiếu đường băng.
Năm 1967, tập đoàn Grumman chính thức trình lên Hải quân phương án thiết kế tiêm kích cánh cụp cánh xòe F-14, nhận được sự ưu ái từ phía Hải quân Mỹ. Cuối năm 1970, mẫu tiêm kích thế hệ thứ ba với tính năng ưu việt này đã thực hiện chuyến bay đầu tiên và được trang bị rộng rãi cho lực lượng Hải quân Mỹ.
Trong khi đó, tiêm kích cất hạ cánh thẳng đứng Harrier của Anh cũng bắt đầu đi vào phục vụ trong thập niên 70.
Tuy nhiên, tính đến thời điểm hiện tại, chỉ có dòng Harrier là miễn cưỡng đạt được thành công, còn trên thực tế, sức chiến đấu của nó vẫn tương đối hạn chế.
Đối với tiêm kích F-35B, hiện tại vẫn đang trong quá trình thử nghiệm bay, tương lai vẫn còn tồn tại nhiều biến số.
Khi Viện sĩ Lê Thiên vừa dứt lời, cả hội trường im phăng phắc, tĩnh lặng đến mức có thể nghe thấy cả tiếng kim rơi!