Theo tạp chí Popular Mechanics, trong khi Tổng thống Mỹ Donald Trump tuyên bố chiến dịch không kích đã xóa sổ hoàn toàn các cơ sở hạt nhân trọng yếu cùng hệ thống hầm ngầm của Iran, giới chức Tehran lại xem nhẹ những cuộc tấn công này.

Các thông tin tình báo của Mỹ cho hay cú đòn giáng vào nhà máy làm giàu uranium Fordow, cơ sở hạt nhân Natanz và trung tâm công nghệ nguyên tử Isfahan của Iran đã không phá hủy được chương trình hạt nhân của quốc gia Hồi giáo, mà chỉ làm chậm tiến độ vài tháng. 

Bom xuyên phá hầm ngầm. Ảnh: Al Jazeera.
Bom xuyên phá hầm ngầm. Ảnh: Al Jazeera.

Hầm ngầm làm bằng bê tông siêu hiệu năng

Theo các nhà phân tích, nếu nhìn vào lịch sử, có khả năng các cơ sở hạt nhân ngầm của Iran vẫn nguyên vẹn một phần hoặc toàn bộ. Lý do vì cho tới nay, trong cuộc chạy đua thầm lặng giữa bê tông và bom, bê tông vẫn là bên chiến thắng. 

Cuối những năm 2000, từng có các tin đồn về một cơ sở ngầm ở Iran bị tập kích bằng bom xuyên hầm. Tuy nhiên, quả bom đã không thể xuyên qua lớp bảo vệ mà mắc kẹt ngay trên bề mặt boongke, có lẽ cho đến khi những người bên trong phải gọi đội xử lý bom đến giải quyết. 

Nguyên nhân không khó đoán. Iran khi đó là một trong những nước đi đầu về công nghệ bê tông siêu hiệu năng (UHPC) và những tiến bộ mới nhất về vật liệu này dường như đã vượt quá khả năng của các loại bom xuyên phá boongke thông thường.

Tiến sĩ Stephanie Barnett thuộc Đại học Portsmouth (Anh) đã tham gia phát triển các loại bê tông chắc chắn hơn nhằm bảo vệ các công trình dân sự khỏi các cuộc tấn công khủng bố. Bà Barnett cũng từng nghe nói về việc Iran phát triển loại bê tông có độ bền đặc biệt cao. Trong khi công chúng tỏ ra hào hứng với những tiến bộ trong công nghệ bê tông, bà Barnett đôi khi nhận được phản hồi kém tích cực từ các quân nhân tham dự những buổi thuyết trình của bà.

“Một sĩ quan nói với tôi: 'Nếu bà chế tạo được loại vật liệu có khả năng chống nổ và chống va đập mạnh hơn như vậy, chúng tôi cần phải nghĩ cách xuyên qua nó'", bà Barnett kể.

Năm 1985, lần đầu tiên Không quân Mỹ đưa vào sử dụng loại bom xuyên hầm hiện đại. Bom đa dụng thông thường có lớp vỏ thép mỏng chứa nhiều thuốc nổ, trong khi bom xuyên hầm có thiết kế thân hẹp hơn, vỏ dày hơn và lượng thuốc nổ ít hơn.

Thiết kế này tập trung toàn bộ trọng lượng của quả bom vào một diện tích nhỏ hơn, khiến nó giống một chiếc dùi phá băng thay vì một chiếc búa. Nhờ vậy, bom có thể phá xuyên qua lớp bê tông hoặc đào sâu qua đất để tấn công những mục tiêu nằm sâu dưới lòng đất.

Cuộc đua giữa bom xuyên hầm và bê tông

Hiện nay, dù những loại bom đa dụng từ thập niên 1990 vẫn đang được sử dụng nhưng bom xuyên hầm đã phải trải qua nhiều lần nâng cấp. Đầu những năm 2000, với sự hợp tác của công ty Ellwood National Forge chuyên về thép, Không quân Mỹ thậm chí phát triển một loại thép đặc biệt dành riêng cho mục đích này, đặt tên là thép Eglin.

Thép Eglin là loại thép có hàm lượng carbon và nickel thấp, chứa một lượng nhỏ tungsten, chromium, manganese, silicon cùng nhiều nguyên tố khác. Mỗi nguyên tố đều góp phần tạo ra một đặc tính có lợi cho tổng thể vật liệu. Eglin được xem là tiêu chuẩn vàng trong chế tạo vũ khí xuyên hầm dù những năm gần đây vật liệu này đã được bổ sung bằng loại thép mới USAF-96, có hiệu năng tương tự nhưng dễ sản xuất và gia công hơn.

Các nhà khoa học vật liệu phân biệt hai đặc tính độ dai và độ cứng. Chính sự cân bằng giữa hai đặc tính này thúc đẩy cuộc chạy đua không ngừng giữa vũ khí và giáp bảo vệ. Ví dụ, khi một viên đạn chì mềm va vào áo giáp Kevlar, viên đạn sẽ bẹp và biến dạng, mất năng lượng do thiếu độ cứng. Nhưng nếu được bọc bằng một lớp vỏ thép cứng, viên đạn có thể xuyên qua lớp Kevlar.

Giải pháp đối phó là tăng độ cứng của áo giáp bằng cách bổ sung các tấm gốm siêu cứng làm từ những vật liệu như boron carbide. Những vật liệu này cứng đến mức có thể khiến các viên đạn bọc thép vỡ vụn khi va chạm. Điều đó lại dẫn tới sự ra đời của các loại đạn xuyên giáp đặc biệt có đầu bằng tungsten. Khi những viên đạn này bắn trúng tấm giáp gốm, tấm gốm có thể bị phá vỡ theo một quá trình được gọi là phá hủy giòn.

Cuộc chạy đua giữa bom xuyên hầm và công nghệ bảo vệ boongke cũng diễn ra tương tự. Song, trong khi bên tấn công có lợi thế nhờ thép, bên phòng thủ lại dựa vào bê tông, loại vật liệu vốn có một điểm yếu cố hữu.

Tiến sĩ Phil Purnell, chuyên gia về công nghệ bê tông tại Đại học Leeds, giải thích: “Bê tông vốn có đặc tính giòn. Nó chịu lực nén tốt nhưng không giỏi chịu lực kéo. Điểm yếu nằm ở khả năng chịu kéo và độ dai".

Ông Purnell lưu ý một số loại bê tông hiện đại thậm chí có độ bền cao hơn nhôm, nhưng tính giòn vẫn là ‘gót chân Achilles’ của vật liệu này, khiến nó dễ bị phá hủy khi xuất hiện các vết nứt.

Tuy nhiên, tình hình đã thay đổi với sự ra đời của loại bê tông được gọi là bê tông siêu hiệu năng (UHPC). Bê tông này có cường độ chịu nén cao gấp 8 lần bê tông loại tốt. Độ bền vượt trội này đạt được bằng cách biến bê tông thành vật liệu composite, thông qua việc bổ sung các sợi thép hoặc những loại sợi khác. Các sợi này giúp giữ kết cấu bê tông lại với nhau, ngăn các vết nứt lan rộng và qua đó khắc phục tính giòn vốn có.

“Thay vì xuất hiện một vài vết nứt lớn trên tấm bê tông, chúng ta có rất nhiều vết nứt nhỏ hơn. Các sợi này giúp bê tông hấp thụ nhiều năng lượng phá hủy hơn”, bà Barnett cho hay.

Năng lượng phá vỡ là lượng năng lượng cần thiết để tách rời hoặc phá vỡ một vật liệu. Khi bị tác động, bê tông hấp thụ động năng của vật thể bay trong quá trình bị phá vỡ, làm giảm tốc độ của nó và ngăn không cho vật thể xuyên sâu vào bên trong. Hiện các nhà nghiên cứu đang thử nghiệm để tìm ra tỷ lệ sợi tối ưu cho UHPC. Nhiều sợi hơn thường giúp vật liệu bền hơn, nhưng chỉ đến một giới hạn nhất định.

Ông Purnell giải thích: “Vấn đề là nếu đưa vào hơn khoảng 1% sợi thép, chúng bắt đầu kết thành khối với nhau. Bí quyết nằm ở việc làm thế nào để trộn được lượng sợi lớn hơn mức 1% đó vào bê tông".

Mỹ nâng cấp bom xuyên phá

Năm 2011, Không quân Mỹ nhận được bom xuyên phá khối lượng lớn (MOP), loại lớn hơn cả "bom mẹ của các loại bom" (MOAB) và được thiết kế để phá hủy những hầm trú ẩn sâu và kiên cố nhất. 

Tuy nhiên, do lo ngại loại bom này vẫn không đủ sức công phá các hầm ngầm, Không quân Mỹ đã nâng cấp MOP 4 lần. Theo các chuyên gia, khả năng tiếp tục tăng kích thước và sức công phá của bom xuyên hầm khá hạn chế, nhưng vẫn còn những hướng tiếp cận khác. Cuộc chạy đua có thể sẽ không tiếp diễn theo hướng hiện tại mà chuyển sang một hướng hoàn toàn khác.

Justin Bronk, chuyên gia thuộc Viện nghiên cứu quốc phòng RUSI của Anh nhận định: “Vũ khí siêu vượt âm mở ra một phương thức tấn công tiềm năng mới nhằm vào các boongke kiên cố”.

Vũ khí siêu vượt âm là những tên lửa di chuyển trong khí quyển với tốc độ trên Mach 5 (6.125 km/h). Nếu được trang bị đầu xuyên phá bằng tungsten, chúng có thể xuyên thủng và phá vỡ các lớp bê tông nhiều tầng tương tự như cách một viên đạn xuyên phá lớp giáp bảo vệ. Tuy nhiên, Không quân Mỹ chưa tiết lộ về khả năng phá hầm ngầm hiện nay của nước này. Các nghiên cứu quân sự liên quan tới bê tông siêu bền đều được xếp vào diện tuyệt mật.