Vào ngày 21 tháng 6 năm 2025, sau một loạt các cuộc tấn công trên không chưa từng có mà Israel thực hiện đối với Iran chỉ vài ngày trước đó, Hoa Kỳ đã tham gia vào cuộc chiến và sử dụng bom xuyên hầm để tấn công ba cơ sở hạt nhân quan trọng của Iran cùng với các hầm ngầm của chúng: nhà máy làm giàu uranium Fordow, cơ sở hạt nhân Natanz và trung tâm công nghệ hạt nhân Isfahan.
Chiến dịch "Midnight Hammer" (Búa Nửa Đêm), tên gọi của Bộ Quốc phòng cho các cuộc tấn công này, đánh dấu lần đầu tiên sử dụng bom Massive Ordnance Penetrator (MOP), một quả bom khổng lồ nặng 13.600 kg mà chỉ có máy bay ném bom tàng hình B-2 có khả năng mang theo. Do đó, Hoa Kỳ được coi là quốc gia duy nhất có khả năng phá hủy các cơ sở hạt nhân ngầm của Iran, và do đó chương trình hạt nhân của nước này — nhưng liệu điều này có thực sự thành công hay không vẫn còn là dấu hỏi.
Trong khi Tổng thống Trump tuyên bố rằng chiến dịch đã "hoàn toàn và hoàn toàn tiêu diệt" các cơ sở này, các quan chức Iran lại hạ thấp mức độ tấn công. Tại thời điểm bài viết được công bố, mức độ thiệt hại từ các hình ảnh vệ tinh vẫn chưa rõ ràng, nhưng một báo cáo của CNN được công bố vào chiều thứ Ba cho biết các cuộc tấn công vào Iran không phá hủy chương trình hạt nhân của nước này, mà chỉ làm chậm lại một vài tháng, theo thông tin tình báo ban đầu từ Mỹ.
Nếu lịch sử là một chỉ dẫn, có thể các cơ sở hạt nhân ngầm của Iran vẫn còn nguyên vẹn một phần hoặc toàn bộ. Bởi vì cho đến nay, trong cuộc chạy đua vũ trang im lặng giữa bê tông và bom, bê tông vẫn đang giành ưu thế.
Vào cuối những năm 2000, có những tin đồn về một hầm ngầm ở Iran đã bị một quả bom xuyên hầm tấn công. Quả bom đã không thể xuyên qua mà chỉ nằm lại trên bề mặt của hầm, có thể cho đến khi những người bên trong gọi đội xử lý bom. Thay vì đập vỡ bê tông, quả bom lại không thể phá vỡ được. Lý do không khó đoán: Iran là một trong những quốc gia tiên phong trong công nghệ Bê tông Siêu Cao Cấp (UHPC), và những tiến bộ mới nhất trong bê tông của họ rõ ràng đã vượt quá khả năng của những chiếc bom xuyên hầm thông thường.
Tiến sĩ Stephanie Barnett từ Đại học Portsmouth ở Vương quốc Anh cho biết bà đang tham gia phát triển bê tông mạnh hơn để bảo vệ các tòa nhà dân sự khỏi các cuộc tấn công khủng bố, và bà đã nghe nhiều về bê tông siêu chắc chắn của Iran. Trong khi khán giả dân sự rất hào hứng với những tiến bộ trong bê tông, bà đôi khi nhận được phản hồi không mấy tích cực từ quân đội khi tham gia thuyết trình.
"Một viên sĩ quan đã nói với tôi, 'Nếu bạn tạo ra vật liệu chống cháy và va đập mạnh hơn, chúng tôi cần suy nghĩ về cách để xuyên thủng nó," Barnett tiết lộ.
Không quân Hoa Kỳ đã giới thiệu bom xuyên hầm hiện đại đầu tiên của mình vào năm 1985. Các quả bom thông thường có một lớp vỏ thép mỏng chứa đầy thuốc nổ, trong khi các bom xuyên hầm có hình dáng mỏng hơn, với lớp vỏ dày hơn và ít thuốc nổ hơn. Thiết kế này tập trung toàn bộ trọng lượng vào một diện tích nhỏ hơn, khiến nó như một chiếc đục băng qua bê tông hoặc bới sâu vào đất để tấn công các mục tiêu nằm sâu dưới mặt đất.
Dù các quả bom thông thường từ những năm 1990 vẫn đang được sử dụng đến nay, bom xuyên hầm đã trải qua nhiều thế hệ nâng cấp. Vào đầu những năm 2000, Không quân thậm chí đã phát triển một loại thép đặc biệt cho mục đích này, được gọi là Eglin Steel, cùng với công ty chuyên về thép Ellwood National Forge.
Eglin Steel là một loại thép carbon thấp, nickel thấp với tỉ lệ nhỏ của tungsten, chromium, manganese, silicon và các nguyên tố khác, mỗi thứ đều góp phần vào các đặc tính mong muốn của tổng thể. Eglin Steel là tiêu chuẩn vàng cho các loại đạn xuyên hầm, mặc dù trong những năm gần đây nó đã được bổ sung bằng loại thép USAF-96 mới, có hiệu suất tương tự nhưng dễ sản xuất và làm việc hơn.
Các nhà khoa học vật liệu phân biệt giữa hai đặc tính độ bền và độ cứng, và sự cân bằng giữa chúng chính là động lực thúc đẩy cuộc chạy đua vũ trang giữa vũ khí và giáp. Ví dụ, khi một viên đạn chì mềm va chạm với áo giáp Kevlar, viên đạn sẽ bị méo và biến dạng, mất năng lượng vì thiếu độ cứng. Nhưng nếu viên đạn được bọc bằng một lớp thép cứng, áo giáp Kevlar sẽ bị phá vỡ. Một cách đập lại là làm cứng áo giáp bằng cách thêm các tấm gốm siêu cứng được làm từ các vật liệu như boron carbide. Những vật liệu này cứng đến nỗi những viên đạn bọc thép sẽ vỡ vụn khi va chạm. Điều này dẫn đến việc tạo ra các viên đạn xuyên giáp đặc biệt được trang bị tungsten cứng. Khi chúng va chạm với một tấm gốm, tấm gốm vỡ ra trong một quá trình gọi là thất bại giòn.
Cuộc chạy đua vũ trang trong lĩnh vực bom xuyên hầm cũng tương tự, nhưng trong khi những kẻ tấn công có lợi thế từ thép, phòng thủ lại dựa vào bê tông, vốn có nhược điểm bẩm sinh. "Bê tông vốn có tính giòn," tiến sĩ Phil Purnell, một chuyên gia về công nghệ bê tông tại Đại học Leeds, giải thích. "Nó tốt cho việc bị nén, chứ không phải kéo dài. Điểm yếu nằm ở khả năng kéo và độ bền." Purnell lưu ý rằng trong khi một số loại bê tông hiện đại thực sự mạnh hơn nhôm, tính giòn của nó lại là điểm yếu chí mạng, và nó dễ dàng bị nứt.
Tuy nhiên, điều này đã thay đổi với sự ra đời của loại bê tông được gọi là UHPC. Trước đây, một độ bền 3.450 kg trên mỗi inch vuông (psi) đã đủ để bê tông được xếp hạng là "mạnh," với loại tốt nhất lên tới 6.895 psi. UHPC mới có thể chịu được 27.200 psi hoặc hơn.
Sức mạnh lớn hơn được đạt được bằng cách biến bê tông thành một vật liệu tổng hợp với việc bổ sung thép hoặc các sợi khác. Những sợi này giữ cho bê tông được liên kết với nhau và ngăn chặn sự nứt lan rộng, làm giảm tính giòn. "Thay vì chỉ tạo ra một vài vết nứt lớn trong một tấm bê tông, bạn sẽ có nhiều vết nứt nhỏ hơn," Barnett nói. "Những sợi này cung cấp cho nó nhiều năng lượng nứt."
Năng lượng nứt được định nghĩa là lượng năng lượng cần thiết để làm nứt một vật liệu. Bê tông hấp thụ năng lượng động học của một vật thể bay đến khi nó nứt ra, làm giảm tốc độ và ngăn chặn việc xuyên thủng. Tự nhiên, các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm để tìm ra công thức tối ưu cho việc pha trộn sợi cho UHPC. Nhiều sợi hơn là tốt, nhưng có giới hạn. "Vấn đề là nếu bạn đưa vào nhiều hơn khoảng 1% sợi thép, chúng bắt đầu bị kết tụ," Purnell cho biết. "Mẹo thông minh [là] làm thế nào để pha trộn hơn 1% sợi vào bê tông."
Nhiều nhóm nghiên cứu trên thế giới đang làm việc với các kỹ thuật để pha trộn sợi thành công. Phần lớn công việc này được quân đội thực hiện, nhưng Barnett lưu ý rằng trong kinh nghiệm của bà, quân đội đôi khi đến hỏi ý kiến các nhà nghiên cứu dân sự nhưng không bao giờ tiết lộ bất kỳ điều gì về công việc của họ. Trong lĩnh vực bê tông chịu tác động – một lĩnh vực chưa phổ biến trong công việc dân sự – họ có thể đang đi trước các đồng nghiệp dân sự rất nhiều.
Vào tháng 1 năm 1991, khi Hoa Kỳ dẫn đầu chiến dịch ở Kuwait, tình báo của Hoa Kỳ đã phát hiện một điều đáng lo ngại. Người Iraq đã xây dựng một loạt các hầm chỉ huy mới xung quanh Baghdad, sâu dưới lòng đất và được bảo vệ bởi nhiều lớp bê tông cốt thép, được ước tính là không thể bị xuyên thủng bởi các bom xuyên hầm 900 kg hiện có của Không quân Hoa Kỳ. Một chương trình khẩn cấp đã được phát động để chế tạo một quả bom mới nặng 2.260 kg cho nhiệm vụ này. Không quân đã yêu cầu ý tưởng vào ngày 18 tháng 1, và công việc đã bắt đầu ngay lập tức tại Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Vũ khí của Không quân tại Căn cứ Không quân Eglin, Florida. Không có thời gian để chế tạo thân bom từ đầu, vì vậy các ống pháo 203mm thừa đã được sử dụng làm cơ sở cho thân bom, được nhồi bằng thuốc nổ và thêm một phần đầu mới. Những nguyên mẫu đầu tiên đã được cung cấp cho Không quân chưa đầy một tháng sau đó. Trong một bài kiểm tra dùng tên lửa, vũ khí mới đã xuyên thủng hơn 6 mét bê tông. Hai quả bom hoạt động đã được đưa đến chiến trường vào ngày 27 tháng 2 và được thả bằng máy bay F-111F. Sáu giây sau khi va chạm vào một trong các hầm ngầm mới của Iraq, khói bốc ra từ lối vào, cho thấy rằng hầm đã bị xuyên thủng và phá hủy. Ngày hôm đó đã được cứu bởi một loại đạn được phát triển trong vòng sáu tuần.
Vào năm 2012, Không quân Hoa Kỳ đã khởi động một dự án để đánh giá thách thức mà các hầm làm từ UHPC gây ra. Không quân cuối cùng đã phát triển phiên bản UHPC của riêng mình, được gọi là bê tông cường độ cao Eglin, cho quá trình thử nghiệm.
Trong khi kết quả của nghiên cứu của USAF là bí mật, một nghiên cứu nguồn mở của Trung Quốc đã so sánh bê tông cường độ cao bình thường với UHPC có gia cố sợi. Các vật phẩm bay vào bê tông cốt thép bị nghiền nát, nhưng các mục tiêu UHPC vẫn sống sót với chỉ những vết nứt nhỏ, và các vật phẩm "hoặc bị ngâm vào hoặc bị bật ra khỏi" các mục tiêu.
Không quân đã rất lo lắng rằng ngay cả các quả bom nặng 2.260 kg cũng không đủ, và vào năm 2011, họ đã nhận được Massive Ordnance Penetrator. Quả bom này còn lớn hơn cả chiếc Massive Ordnance Air Blast (MOAB, hay "mẹ của các quả bom") nặng 9.500 kg, được thiết kế để phá hủy những hầm sâu nhất và cứng nhất bằng sức mạnh động năng thuần túy. MOP là quả bom lớn nhất có thể bay – chỉ có máy bay ném bom B-2 Spirit mới có khả năng mang nó – vì vậy các loại vũ khí nhỏ hơn nặng 900 kg và 2.260 kg vẫn sẽ cần phải thực hiện phần lớn công việc đối với các mục tiêu nhỏ hơn.
Sau nghiên cứu bê tông, Không quân đã nâng cấp MOP. Sau đó, họ đã nâng cấp nó một lần nữa. Đến năm 2018, nó đã ở phiên bản nâng cấp thứ tư. Cũng giống như vậy, các nâng cấp tương tự đã được thực hiện với những vũ khí nhỏ hơn.
Vấn đề là ngay cả quả bom lớn nhất có thể, được làm từ vật liệu mạnh mẽ nhất hiện có, có thể không còn đủ khả năng xuyên thủng. Tiến sĩ Gregory Vartanov, của Advanced Materials Development Corp có trụ sở tại Toronto, cho rằng UHPC hạng cao đơn giản là quá mạnh cho các bom làm từ thép hiện có. "Các thiết bị xuyên hầm có vỏ monolithic làm từ các vật liệu như ... Eglin Steel ... không thể xuyên thủng các hầm làm từ UHPC," Vartanov lưu ý trong một bài viết tháng 2 năm 2021 trên tạp chí Aerospace & Defense Technology, dựa vào các công thức xâm nhập nguồn mở.
Nhưng đó không phải là kết thúc câu chuyện. UHPC tốt, nhưng thậm chí bảo vệ tốt hơn đang được thử nghiệm trong phòng thí nghiệm.
Nghiên cứu gần đây của Trung Quốc mô tả Composite Xi măng Đẳng cấp Chức năng (FGCC), được tạo ra bằng cách xếp chồng các loại bê tông hiệu suất cao khác nhau với các thuộc tính khác nhau. Lớp ngoài cùng mỏng được gia cố bằng aggregate cực cứng UHPC; bên dưới đó là một lớp dày của UHPC được gia cố bằng sợi hybrid được tối ưu hóa để chống nứt. Cuối cùng, có một lớp bê tông UHPC được gia cố bằng sợi thép cứng. Như Purnell giải thích, mỗi lớp có một tác dụng khác nhau.
"Bạn có lớp ngoài cứng để làm hỏng vật thể bay, sau đó có lớp dày với khối lượng để hấp thụ năng lượng của nó, và lớp bên trong để giữ các mảnh," ông nói. Lớp bên trong chống nứt này đảm bảo rằng nếu bê tông bị nứt, không có mảnh vụn nào (hay còn gọi là "spalling") lọt vào bên trong hầm.
Theo nghiên cứu của Trung Quốc được công bố vào năm 2021, FGCC đã kháng lại khả năng xuyên thủng và nổ far hơn UHPC: "độ sâu xuyên thủng, diện tích hố và thiệt hại do xuyên thủng giảm đi rất nhiều nhờ hiệu ứng cộng hưởng của các loại sợi cường độ cao và các loại cốt liệu thô." Barnett cho biết bà đã làm việc trên một khái niệm tương tự, và kỹ thuật xếp chồng các vật liệu với các thuộc tính khác nhau có thể hiệu quả hơn bất kỳ vật liệu đơn nào.
Nghiên cứu mới nhất này theo sau ít nhất bốn năm nghiên cứu của Trung Quốc về bê tông xếp chồng, với sự tập trung đặc biệt vào việc hấp thụ các tác động và vụ nổ. Hãy mong chờ rằng các hầm mới sẽ rất khó bị phá vỡ.
Có giới hạn cho việc làm cho các bom xuyên hầm lớn và hơn nữa, nhưng cũng có những cách tiếp cận khác. Cuộc chạy đua vũ trang có thể không tiếp tục theo cùng một con đường mà sẽ khởi sắc theo một hướng khác.
"Các vũ khí siêu thanh cung cấp một chế độ tấn công tiềm năng mới đối với những hầm cứng," Justin Bronk từ tổ chức nghiên cứu quốc phòng RUSI của Anh cho biết. Các vũ khí siêu thanh là những tên lửa bay qua bầu khí quyển với tốc độ vượt quá Mach 5. Trang bị với các vật liệu chắn tungsten, chúng có thể hoạt động như "các thanh từ Chúa," xuyên thủng qua bê tông xếp chồng như một viên đạn xuyên giáp. Với việc không có đầu đạn nổ, những vũ khí như vậy gây thiệt hại chỉ bằng năng lượng động.
Bronk cũng lưu ý rằng không cần phải phá hủy hoàn toàn một hầm. Bạn có thể làm hỏng các lối vào, phá hủy các thiết bị phát sóng và cắt đứt liên lạc đến một hầm chỉ huy bằng cách nhắm vào đúng vị trí. Về mặt quân sự, điều đó cũng có thể tương đương với việc tạo ra một hố, ngay cả khi những người bên trong không bị tổn thất.
Có thể hiểu rằng Không quân Hoa Kỳ sẽ không tiết lộ các khả năng hiện tại của mình trong việc xuyên hầm hoặc chúng so với các mục tiêu tiềm năng ở Iran, Trung Quốc, hay nơi nào khác. Và hầu hết công việc quân sự về bê tông cường độ cao cũng tương tự như vậy, nằm trong danh sách bí mật. Nhưng mức độ thiệt hại mà Iran phải gánh chịu đối với chương trình hạt nhân của họ có thể cung cấp cho chúng ta một số manh mối.
Nguồn tham khảo: https://www.popularmechanics.com/mi...a-strong-concrete-stops-bunker-busting-bombs/
Chiến dịch "Midnight Hammer" (Búa Nửa Đêm), tên gọi của Bộ Quốc phòng cho các cuộc tấn công này, đánh dấu lần đầu tiên sử dụng bom Massive Ordnance Penetrator (MOP), một quả bom khổng lồ nặng 13.600 kg mà chỉ có máy bay ném bom tàng hình B-2 có khả năng mang theo. Do đó, Hoa Kỳ được coi là quốc gia duy nhất có khả năng phá hủy các cơ sở hạt nhân ngầm của Iran, và do đó chương trình hạt nhân của nước này — nhưng liệu điều này có thực sự thành công hay không vẫn còn là dấu hỏi.
Trong khi Tổng thống Trump tuyên bố rằng chiến dịch đã "hoàn toàn và hoàn toàn tiêu diệt" các cơ sở này, các quan chức Iran lại hạ thấp mức độ tấn công. Tại thời điểm bài viết được công bố, mức độ thiệt hại từ các hình ảnh vệ tinh vẫn chưa rõ ràng, nhưng một báo cáo của CNN được công bố vào chiều thứ Ba cho biết các cuộc tấn công vào Iran không phá hủy chương trình hạt nhân của nước này, mà chỉ làm chậm lại một vài tháng, theo thông tin tình báo ban đầu từ Mỹ.
Nếu lịch sử là một chỉ dẫn, có thể các cơ sở hạt nhân ngầm của Iran vẫn còn nguyên vẹn một phần hoặc toàn bộ. Bởi vì cho đến nay, trong cuộc chạy đua vũ trang im lặng giữa bê tông và bom, bê tông vẫn đang giành ưu thế.
Vào cuối những năm 2000, có những tin đồn về một hầm ngầm ở Iran đã bị một quả bom xuyên hầm tấn công. Quả bom đã không thể xuyên qua mà chỉ nằm lại trên bề mặt của hầm, có thể cho đến khi những người bên trong gọi đội xử lý bom. Thay vì đập vỡ bê tông, quả bom lại không thể phá vỡ được. Lý do không khó đoán: Iran là một trong những quốc gia tiên phong trong công nghệ Bê tông Siêu Cao Cấp (UHPC), và những tiến bộ mới nhất trong bê tông của họ rõ ràng đã vượt quá khả năng của những chiếc bom xuyên hầm thông thường.
Tiến sĩ Stephanie Barnett từ Đại học Portsmouth ở Vương quốc Anh cho biết bà đang tham gia phát triển bê tông mạnh hơn để bảo vệ các tòa nhà dân sự khỏi các cuộc tấn công khủng bố, và bà đã nghe nhiều về bê tông siêu chắc chắn của Iran. Trong khi khán giả dân sự rất hào hứng với những tiến bộ trong bê tông, bà đôi khi nhận được phản hồi không mấy tích cực từ quân đội khi tham gia thuyết trình.
"Một viên sĩ quan đã nói với tôi, 'Nếu bạn tạo ra vật liệu chống cháy và va đập mạnh hơn, chúng tôi cần suy nghĩ về cách để xuyên thủng nó," Barnett tiết lộ.
Không quân Hoa Kỳ đã giới thiệu bom xuyên hầm hiện đại đầu tiên của mình vào năm 1985. Các quả bom thông thường có một lớp vỏ thép mỏng chứa đầy thuốc nổ, trong khi các bom xuyên hầm có hình dáng mỏng hơn, với lớp vỏ dày hơn và ít thuốc nổ hơn. Thiết kế này tập trung toàn bộ trọng lượng vào một diện tích nhỏ hơn, khiến nó như một chiếc đục băng qua bê tông hoặc bới sâu vào đất để tấn công các mục tiêu nằm sâu dưới mặt đất.
Dù các quả bom thông thường từ những năm 1990 vẫn đang được sử dụng đến nay, bom xuyên hầm đã trải qua nhiều thế hệ nâng cấp. Vào đầu những năm 2000, Không quân thậm chí đã phát triển một loại thép đặc biệt cho mục đích này, được gọi là Eglin Steel, cùng với công ty chuyên về thép Ellwood National Forge.
Eglin Steel là một loại thép carbon thấp, nickel thấp với tỉ lệ nhỏ của tungsten, chromium, manganese, silicon và các nguyên tố khác, mỗi thứ đều góp phần vào các đặc tính mong muốn của tổng thể. Eglin Steel là tiêu chuẩn vàng cho các loại đạn xuyên hầm, mặc dù trong những năm gần đây nó đã được bổ sung bằng loại thép USAF-96 mới, có hiệu suất tương tự nhưng dễ sản xuất và làm việc hơn.
Các nhà khoa học vật liệu phân biệt giữa hai đặc tính độ bền và độ cứng, và sự cân bằng giữa chúng chính là động lực thúc đẩy cuộc chạy đua vũ trang giữa vũ khí và giáp. Ví dụ, khi một viên đạn chì mềm va chạm với áo giáp Kevlar, viên đạn sẽ bị méo và biến dạng, mất năng lượng vì thiếu độ cứng. Nhưng nếu viên đạn được bọc bằng một lớp thép cứng, áo giáp Kevlar sẽ bị phá vỡ. Một cách đập lại là làm cứng áo giáp bằng cách thêm các tấm gốm siêu cứng được làm từ các vật liệu như boron carbide. Những vật liệu này cứng đến nỗi những viên đạn bọc thép sẽ vỡ vụn khi va chạm. Điều này dẫn đến việc tạo ra các viên đạn xuyên giáp đặc biệt được trang bị tungsten cứng. Khi chúng va chạm với một tấm gốm, tấm gốm vỡ ra trong một quá trình gọi là thất bại giòn.
Cuộc chạy đua vũ trang trong lĩnh vực bom xuyên hầm cũng tương tự, nhưng trong khi những kẻ tấn công có lợi thế từ thép, phòng thủ lại dựa vào bê tông, vốn có nhược điểm bẩm sinh. "Bê tông vốn có tính giòn," tiến sĩ Phil Purnell, một chuyên gia về công nghệ bê tông tại Đại học Leeds, giải thích. "Nó tốt cho việc bị nén, chứ không phải kéo dài. Điểm yếu nằm ở khả năng kéo và độ bền." Purnell lưu ý rằng trong khi một số loại bê tông hiện đại thực sự mạnh hơn nhôm, tính giòn của nó lại là điểm yếu chí mạng, và nó dễ dàng bị nứt.
Tuy nhiên, điều này đã thay đổi với sự ra đời của loại bê tông được gọi là UHPC. Trước đây, một độ bền 3.450 kg trên mỗi inch vuông (psi) đã đủ để bê tông được xếp hạng là "mạnh," với loại tốt nhất lên tới 6.895 psi. UHPC mới có thể chịu được 27.200 psi hoặc hơn.
Sức mạnh lớn hơn được đạt được bằng cách biến bê tông thành một vật liệu tổng hợp với việc bổ sung thép hoặc các sợi khác. Những sợi này giữ cho bê tông được liên kết với nhau và ngăn chặn sự nứt lan rộng, làm giảm tính giòn. "Thay vì chỉ tạo ra một vài vết nứt lớn trong một tấm bê tông, bạn sẽ có nhiều vết nứt nhỏ hơn," Barnett nói. "Những sợi này cung cấp cho nó nhiều năng lượng nứt."
Năng lượng nứt được định nghĩa là lượng năng lượng cần thiết để làm nứt một vật liệu. Bê tông hấp thụ năng lượng động học của một vật thể bay đến khi nó nứt ra, làm giảm tốc độ và ngăn chặn việc xuyên thủng. Tự nhiên, các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm để tìm ra công thức tối ưu cho việc pha trộn sợi cho UHPC. Nhiều sợi hơn là tốt, nhưng có giới hạn. "Vấn đề là nếu bạn đưa vào nhiều hơn khoảng 1% sợi thép, chúng bắt đầu bị kết tụ," Purnell cho biết. "Mẹo thông minh [là] làm thế nào để pha trộn hơn 1% sợi vào bê tông."
Nhiều nhóm nghiên cứu trên thế giới đang làm việc với các kỹ thuật để pha trộn sợi thành công. Phần lớn công việc này được quân đội thực hiện, nhưng Barnett lưu ý rằng trong kinh nghiệm của bà, quân đội đôi khi đến hỏi ý kiến các nhà nghiên cứu dân sự nhưng không bao giờ tiết lộ bất kỳ điều gì về công việc của họ. Trong lĩnh vực bê tông chịu tác động – một lĩnh vực chưa phổ biến trong công việc dân sự – họ có thể đang đi trước các đồng nghiệp dân sự rất nhiều.
Vào tháng 1 năm 1991, khi Hoa Kỳ dẫn đầu chiến dịch ở Kuwait, tình báo của Hoa Kỳ đã phát hiện một điều đáng lo ngại. Người Iraq đã xây dựng một loạt các hầm chỉ huy mới xung quanh Baghdad, sâu dưới lòng đất và được bảo vệ bởi nhiều lớp bê tông cốt thép, được ước tính là không thể bị xuyên thủng bởi các bom xuyên hầm 900 kg hiện có của Không quân Hoa Kỳ. Một chương trình khẩn cấp đã được phát động để chế tạo một quả bom mới nặng 2.260 kg cho nhiệm vụ này. Không quân đã yêu cầu ý tưởng vào ngày 18 tháng 1, và công việc đã bắt đầu ngay lập tức tại Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Vũ khí của Không quân tại Căn cứ Không quân Eglin, Florida. Không có thời gian để chế tạo thân bom từ đầu, vì vậy các ống pháo 203mm thừa đã được sử dụng làm cơ sở cho thân bom, được nhồi bằng thuốc nổ và thêm một phần đầu mới. Những nguyên mẫu đầu tiên đã được cung cấp cho Không quân chưa đầy một tháng sau đó. Trong một bài kiểm tra dùng tên lửa, vũ khí mới đã xuyên thủng hơn 6 mét bê tông. Hai quả bom hoạt động đã được đưa đến chiến trường vào ngày 27 tháng 2 và được thả bằng máy bay F-111F. Sáu giây sau khi va chạm vào một trong các hầm ngầm mới của Iraq, khói bốc ra từ lối vào, cho thấy rằng hầm đã bị xuyên thủng và phá hủy. Ngày hôm đó đã được cứu bởi một loại đạn được phát triển trong vòng sáu tuần.
Vào năm 2012, Không quân Hoa Kỳ đã khởi động một dự án để đánh giá thách thức mà các hầm làm từ UHPC gây ra. Không quân cuối cùng đã phát triển phiên bản UHPC của riêng mình, được gọi là bê tông cường độ cao Eglin, cho quá trình thử nghiệm.
Trong khi kết quả của nghiên cứu của USAF là bí mật, một nghiên cứu nguồn mở của Trung Quốc đã so sánh bê tông cường độ cao bình thường với UHPC có gia cố sợi. Các vật phẩm bay vào bê tông cốt thép bị nghiền nát, nhưng các mục tiêu UHPC vẫn sống sót với chỉ những vết nứt nhỏ, và các vật phẩm "hoặc bị ngâm vào hoặc bị bật ra khỏi" các mục tiêu.
Không quân đã rất lo lắng rằng ngay cả các quả bom nặng 2.260 kg cũng không đủ, và vào năm 2011, họ đã nhận được Massive Ordnance Penetrator. Quả bom này còn lớn hơn cả chiếc Massive Ordnance Air Blast (MOAB, hay "mẹ của các quả bom") nặng 9.500 kg, được thiết kế để phá hủy những hầm sâu nhất và cứng nhất bằng sức mạnh động năng thuần túy. MOP là quả bom lớn nhất có thể bay – chỉ có máy bay ném bom B-2 Spirit mới có khả năng mang nó – vì vậy các loại vũ khí nhỏ hơn nặng 900 kg và 2.260 kg vẫn sẽ cần phải thực hiện phần lớn công việc đối với các mục tiêu nhỏ hơn.
Sau nghiên cứu bê tông, Không quân đã nâng cấp MOP. Sau đó, họ đã nâng cấp nó một lần nữa. Đến năm 2018, nó đã ở phiên bản nâng cấp thứ tư. Cũng giống như vậy, các nâng cấp tương tự đã được thực hiện với những vũ khí nhỏ hơn.
Vấn đề là ngay cả quả bom lớn nhất có thể, được làm từ vật liệu mạnh mẽ nhất hiện có, có thể không còn đủ khả năng xuyên thủng. Tiến sĩ Gregory Vartanov, của Advanced Materials Development Corp có trụ sở tại Toronto, cho rằng UHPC hạng cao đơn giản là quá mạnh cho các bom làm từ thép hiện có. "Các thiết bị xuyên hầm có vỏ monolithic làm từ các vật liệu như ... Eglin Steel ... không thể xuyên thủng các hầm làm từ UHPC," Vartanov lưu ý trong một bài viết tháng 2 năm 2021 trên tạp chí Aerospace & Defense Technology, dựa vào các công thức xâm nhập nguồn mở.
Nhưng đó không phải là kết thúc câu chuyện. UHPC tốt, nhưng thậm chí bảo vệ tốt hơn đang được thử nghiệm trong phòng thí nghiệm.
Nghiên cứu gần đây của Trung Quốc mô tả Composite Xi măng Đẳng cấp Chức năng (FGCC), được tạo ra bằng cách xếp chồng các loại bê tông hiệu suất cao khác nhau với các thuộc tính khác nhau. Lớp ngoài cùng mỏng được gia cố bằng aggregate cực cứng UHPC; bên dưới đó là một lớp dày của UHPC được gia cố bằng sợi hybrid được tối ưu hóa để chống nứt. Cuối cùng, có một lớp bê tông UHPC được gia cố bằng sợi thép cứng. Như Purnell giải thích, mỗi lớp có một tác dụng khác nhau.
"Bạn có lớp ngoài cứng để làm hỏng vật thể bay, sau đó có lớp dày với khối lượng để hấp thụ năng lượng của nó, và lớp bên trong để giữ các mảnh," ông nói. Lớp bên trong chống nứt này đảm bảo rằng nếu bê tông bị nứt, không có mảnh vụn nào (hay còn gọi là "spalling") lọt vào bên trong hầm.
Theo nghiên cứu của Trung Quốc được công bố vào năm 2021, FGCC đã kháng lại khả năng xuyên thủng và nổ far hơn UHPC: "độ sâu xuyên thủng, diện tích hố và thiệt hại do xuyên thủng giảm đi rất nhiều nhờ hiệu ứng cộng hưởng của các loại sợi cường độ cao và các loại cốt liệu thô." Barnett cho biết bà đã làm việc trên một khái niệm tương tự, và kỹ thuật xếp chồng các vật liệu với các thuộc tính khác nhau có thể hiệu quả hơn bất kỳ vật liệu đơn nào.
Nghiên cứu mới nhất này theo sau ít nhất bốn năm nghiên cứu của Trung Quốc về bê tông xếp chồng, với sự tập trung đặc biệt vào việc hấp thụ các tác động và vụ nổ. Hãy mong chờ rằng các hầm mới sẽ rất khó bị phá vỡ.
Có giới hạn cho việc làm cho các bom xuyên hầm lớn và hơn nữa, nhưng cũng có những cách tiếp cận khác. Cuộc chạy đua vũ trang có thể không tiếp tục theo cùng một con đường mà sẽ khởi sắc theo một hướng khác.
"Các vũ khí siêu thanh cung cấp một chế độ tấn công tiềm năng mới đối với những hầm cứng," Justin Bronk từ tổ chức nghiên cứu quốc phòng RUSI của Anh cho biết. Các vũ khí siêu thanh là những tên lửa bay qua bầu khí quyển với tốc độ vượt quá Mach 5. Trang bị với các vật liệu chắn tungsten, chúng có thể hoạt động như "các thanh từ Chúa," xuyên thủng qua bê tông xếp chồng như một viên đạn xuyên giáp. Với việc không có đầu đạn nổ, những vũ khí như vậy gây thiệt hại chỉ bằng năng lượng động.
Bronk cũng lưu ý rằng không cần phải phá hủy hoàn toàn một hầm. Bạn có thể làm hỏng các lối vào, phá hủy các thiết bị phát sóng và cắt đứt liên lạc đến một hầm chỉ huy bằng cách nhắm vào đúng vị trí. Về mặt quân sự, điều đó cũng có thể tương đương với việc tạo ra một hố, ngay cả khi những người bên trong không bị tổn thất.
Có thể hiểu rằng Không quân Hoa Kỳ sẽ không tiết lộ các khả năng hiện tại của mình trong việc xuyên hầm hoặc chúng so với các mục tiêu tiềm năng ở Iran, Trung Quốc, hay nơi nào khác. Và hầu hết công việc quân sự về bê tông cường độ cao cũng tương tự như vậy, nằm trong danh sách bí mật. Nhưng mức độ thiệt hại mà Iran phải gánh chịu đối với chương trình hạt nhân của họ có thể cung cấp cho chúng ta một số manh mối.
Nguồn tham khảo: https://www.popularmechanics.com/mi...a-strong-concrete-stops-bunker-busting-bombs/
