Kỹ sư Vũ Đình Thanh giải mã công nghệ phốt pho trong Đại thắng Kỷ Dậu 1789

An Khê – Dựng lại quy trình tách phốt pho từ điều kiện tự nhiên

Kỹ sư Vũ Đình Thanh cùng Thượng tướng, Viện sĩ, Tiến sĩ AHLLVTND Nguyễn Huy Hiệu phục dựng lại cảnh Đại Việt biến sông Hồng thành biển lửa thiêu cháy hàng chục vạn quân Thanh. Ảnh: NVCC.

Hành trình nghiên cứu bắt đầu từ vùng Tây Sơn Thượng Đạo, nay thuộc An Khê, Gia Lai – nơi phong trào Tây Sơn hình thành. Trong các hang động có lớp phân dơi tích tụ qua thời gian dài, kết quả phân tích cho thấy hàm lượng hợp chất photphat ở mức cao, đồng thời sẵn có các hóa chất cần thiết cho việc tách phốt pho, đó là silica và cacbon. Đây được xem là tiền đề hóa học cho giả thuyết về khả năng tách phốt pho từ nguồn nguyên liệu tự nhiên.

Các ghi chép dân gian từng nhắc đến hiện tượng “sáp trắng phát sáng và tự bốc cháy” hình thành ở thành hang ẩm ướt khi đốt gỗ quý sinh nhiệt lớn trên nền hang trong thời gian dài. Dưới góc nhìn khoa học, hiện tượng này trùng khớp với đặc tính của phốt pho trắng – chất có thể tự bốc cháy khi tiếp xúc với oxy sau khi được giải phóng khỏi hợp chất photphat ở nhiệt độ cao.

Phân tích kỹ thuật cho thấy điều kiện bắt buộc để tách phốt pho là phải đạt ngưỡng nhiệt tối thiểu khoảng 1.150°C trong thời gian dài. Nếu dưới ngưỡng này, phản ứng không hoàn tất. Từ đây, vấn đề đặt ra là khả năng công nghệ của phong trào Tây Sơn trong việc tạo ra và duy trì nhiệt độ cao như vậy.

Một bằng chứng rất quan trọng chứng minh Tây Sơn có khả năng duy trì nhiệt độ còn cao hơn yêu cầu này là hỏa cầu gang rỗng trong Bảo tàng Tây Sơn, vì để tạo được hỏa cầu rỗng ruột như vậy cần phải duy trì nhiệt độ 1.250°C đến 1.350°C trong thời gian dài.

Quân Đại Việt giáp chiến quân Thanh bên bờ sông Hồng, hàng đầu là ống phóng hỏa hổ bằng tre phun lửa Phốt pho xa 10m lập tức biến giặc thành bó đuốc sống, hàng sau là pháo thăng thiên Phốt pho phóng loạt biến toàn bộ đại quân của giặc thành biển lửa. Ảnh: NVCC.

Nghiên cứu kỹ thuật bễ rèn hai chiều của người Việt cho thấy hệ thống này có thể tạo luồng khí nén liên tục, giúp lò nung đạt và duy trì trên 1.200°C – 1.300°C khi sử dụng nguồn nhiên liệu có nhiệt trị cao như gỗ lim, sến, táu. Đây là điều kiện cần để giải phóng phốt pho khỏi hợp chất photphat.

Song song với đó, vật liệu chịu nhiệt để làm nồi nung đất hang dơi lấy phốt pho cũng là yếu tố quyết định. Làng gốm Gò Sành (Bình Định) được cho là đã sản xuất loại vò sành có khả năng chịu nhiệt tới khoảng 1.300°C. Thành phần silica trong gốm tham gia vào phản ứng khử photphat, đóng vai trò hỗ trợ quá trình tách phốt pho. Thử nghiệm mô phỏng cho thấy nếu sử dụng vật liệu không đủ độ bền nhiệt, lò sẽ nứt hoặc phát nổ trước khi hoàn tất phản ứng.

Một điểm mấu chốt trong lập luận của kỹ sư Vũ Đình Thanh là quy trình nung hai giai đoạn. Trước hết, nguyên liệu phải được gia nhiệt ở mức 300–500°C, sau đó mới nâng dần lên trên 1.200°C. Nếu bỏ qua bước trung gian này sẽ gây ra hiện tượng nổ nồi nung. Chính quy trình hai bước được xem như cơ chế bảo mật kỹ thuật tự nhiên, khiến người ngoài khó tái tạo sản phẩm dù nắm được lò nung.

Từ các dữ liệu phân tích và mô phỏng, giả thuyết được đưa ra: phong trào Tây Sơn có thể đã tổ chức sản xuất phốt pho trắng quy mô lớn một cách có chủ đích, không phải hiện tượng ngẫu nhiên. Tây Sơn đã mô phỏng hiện tượng đốt gỗ quý trên nền hang dơi với tất cả các điều kiện và nguyên liệu cần thiết để giải phóng phốt pho trắng (photphat, silica, than, nhiệt lượng cao trong thời gian dài), rồi ngưng tụ trong bể nước y hệt như hơi phốt pho gặp thành hang ẩm nước.

Khi chế tạo được phốt pho trắng với khả năng tự cháy, tạo nhiệt độ cao tới 2.000°C, triệt tiêu oxy và tạo khói độc, kết hợp với kinh nghiệm chế tạo các loại hỏa khí của người Việt từ thời các chúa Nguyễn, quân Tây Sơn dễ dàng có được những hỏa khí biến mọi kẻ thù thành tro bụi.

Rạch Gầm – Xoài Mút – Cơ chế hỏa công cháy trên mặt nước

Theo sử sách nhà Thanh, Đại Việt thời hoàng đế Quang Trung có loại ống phóng hỏa hổ Phốt pho bằng tre (có thể là dùng một lần), được trang bị đại trà, tốc độ bắn tức thì nên nhanh hơn kiếm địch, bắn luồng lửa phốt pho với mạt gang xa đến 10 m, ngay lập tức gây mù mắt địch, biến kẻ thù thành bó đuốc sống, xuyên thủng mũ sắt, giáp sắt nhờ nhiệt độ cao, một hàng quân ta đồng loạt phóng hỏa hổ có thể gây ngạt thở tức thì cho hàng lính địch. Ảnh: NVCC.

Khi đối chiếu giả thuyết với trận Rạch Gầm – Xoài Mút, chi tiết “lửa cháy trên mặt nước” trở thành trọng tâm phân tích. Thuốc súng thông thường không có khả năng duy trì cháy trên mặt nước. Phốt pho trắng, nếu được phối trộn đúng cách, có thể tạo ra hiện tượng này.

Thử nghiệm tái tạo hỗn hợp gồm phốt pho trắng nghiền mịn, dầu rái, nhựa thông hoặc nhựa trám cho thấy hỗn hợp có tỷ trọng thấp hơn nước, nổi trên bề mặt và vẫn cháy khi tiếp xúc với oxy. Dầu rái tạo lớp màng không thấm nước, trong khi nhựa thông hay nhựa trám tăng độ bám dính lên bề mặt gỗ và vải.

Khi bắn vào thuyền gỗ, hỗn hợp bám chắc và tiếp tục cháy, ngay cả khi bị dội nước. Việc nhảy xuống sông không loại bỏ hoàn toàn nguy cơ vì lớp chất cháy vẫn nổi và tiếp tục phản ứng. Đây là cơ sở để lý giải các ghi chép về hiện tượng lửa lan rộng trên sông.

Phản ứng cháy của phốt pho sinh ra diphotpho pentaoxit – chất hút ẩm mạnh, tạo axit photphoric khi gặp hơi nước. Điều này có thể gây kích ứng và tổn thương đường hô hấp. Trong môi trường khói dày đặc, nồng độ oxy giảm nhanh, làm gia tăng nguy cơ ngạt thở.

Từ góc độ kỹ thuật, lập luận cho rằng tại Rạch Gầm – Xoài Mút, yếu tố hóa học có thể đã đóng vai trò khuếch đại hiệu quả hỏa công truyền thống, tạo ưu thế bất ngờ trước đối phương.

Thăng Long – Lý giải cơ chế sát thương tại Ngọc Hồi, Đống Đa và sông Hồng

Bí mật siêu vũ khí Đại Việt, lò nung phốt pho từ đất hang dơi, cát , than mịn (mô phỏng hiện tượng đốt gỗ lim trong hang dơi – hơi Phốt pho ngưng tụ khi gặp nước). Bí kíp để có Phốt pho là phải nung 2 lần với hai nhiệt độ khác nhau. Ảnh: NVCC.

Chiến dịch mùa Xuân 1789 tại Thăng Long được xem là đỉnh cao của chuỗi lập luận này. Các mô tả trong sử liệu về khói dày đặc, lửa cháy dữ dội và thương vong lớn được đặt trong tương quan với đặc tính hóa học của phốt pho trắng.

Tại Ngọc Hồi, quân Thanh cố thủ trong đồn lũy tương đối kín. Nếu hỏa tiễn chứa Phốt pho phát nổ trong không gian hẹp, sẽ nhanh chóng triệt tiêu oxy, đồng thời tạo khói độc khiến quân Thanh, nếu không chết ngạt thì cũng bị tan biến và ngộ độc, hoàn toàn mất sức chiến đấu, lý giải cho việc sử sách ghi lại cảnh quân ta dễ dàng dồn hàng vạn quân xuống đầm lầy mà hầu như không gặp phản kháng.

Theo kỹ sư Thanh, tại Đống Đa, mật độ hỏa lực phốt pho cao, bất ngờ trong đêm, trong khi quân địch trong không gian nhỏ hẹp không biết hiện tượng thiếu oxy, vẫn hiếu chiến chờ quân Tây Sơn cận chiến mà không chạy ra khỏi đồn như ở Ngọc Hồi, nên đồng loạt tử vong vì hiện tượng ngạt oxy.

Ở sông Hồng, giả thuyết đặt ra rằng hỗn hợp phốt pho – dầu rái – nhựa thông nổi trên mặt nước và tiếp tục cháy. Trong trường hợp này, quan niệm “thủy khắc hỏa” không còn hiệu lực tuyệt đối. Khi binh sĩ nhảy xuống sông, họ vẫn có thể chịu tác động nhiệt và khói độc rồi ngạt oxy, khiến xác giặc làm tắc nghẽn sông Hồng.

Tuy nhiên, lập luận cũng nhấn mạnh rằng yếu tố công nghệ không thay thế vai trò của chiến lược và tốc độ hành quân. Chính sự kết hợp giữa tổ chức quân sự, yếu tố bất ngờ và khả năng tận dụng đặc tính hóa học đã tạo nên ưu thế vượt trội trong thời gian rất ngắn.

Hỏa cầu Tây Sơn trong bảo tàng là bằng chứng rõ ràng Tây Sơn có công nghệ duy trì liên tục nhiệt độ 1300 độ C trong lò luyện Phốt pho vì để rót được hỏa cầu rỗng ruột cần duy trì liên tục nhiệt độ 1300 -1400 độ C, đây là bằng chứng kỹ thuật trực tiếp chứng minh Tây Sơn có công nghệ chế tạo Phốt pho. Ảnh: NVCC.

Sau hơn một thập kỷ nghiên cứu, kỹ sư Vũ Đình Thanh đưa ra nhận định: từ An Khê đến Rạch Gầm – Xoài Mút và Thăng Long, có thể tồn tại một chuỗi công nghệ nhất quán gồm phát hiện nguồn nguyên liệu tự nhiên, làm chủ kỹ thuật tách phốt pho, phối trộn thành hỗn hợp chiến đấu và triển khai trên chiến trường quy mô lớn.

Kỹ sư Vũ Đình Thanh cho rằng các sử gia nhà Nguyễn đã loại bỏ mọi yếu tố về hỏa khí Tây Sơn, mô tả Tây Sơn chỉ dùng gươm đao mà thắng trận, rồi cho rằng tất cả các đối thủ của Tây Sơn đều chủ quan khinh địch dù nhiều lần đụng độ và có thông tin về các trận trước đó. Thế nhưng, nghiên cứu của kỹ sư Thanh về vũ khí Phốt pho của vua Quang Trung được xác nhận bởi hàng loạt ghi chép có thể tra cứu, kiểm tra từ những sử liệu chính thống thời nhà Thanh, đến văn bia của các tướng sĩ nhà Thanh, cùng các ghi chép y tế thời nhà Thanh ở Trung Hoa đại lục, Đài Loan... Việc Đại Việt thời vua Quang Trung sử dụng lửa làm vũ khí chính để thiêu rụi kẻ thù còn được ghi lại bởi các hội truyền giáo, các công ty Đông Ấn châu Âu, các phái bộ ngoại giao châu Âu, Anh, Úc..., kể cả báo chí Mỹ. Ngày nay, đa số các viện bảo tàng, các trung tâm nghiên cứu sử học của nhiều quốc gia hầu như đều được số hóa nên việc kiểm tra cũng rất dễ dàng. Kỹ sư Thanh tìm tòi được gần 1.000 sử liệu và ghi chép về hỏa khí Phốt pho của Tây Sơn.

Giả thuyết này tiếp tục cần được kiểm chứng bằng khảo cổ học, thực nghiệm độc lập và phân tích liên ngành. Tuy nhiên, các dữ kiện kỹ thuật và sự đối chiếu với mô tả sử liệu đã mở ra một hướng tiếp cận mới: nhìn nhận Đại thắng Kỷ Dậu 1789 không chỉ dưới góc độ nghệ thuật quân sự và tinh thần dân tộc, mà còn như một dấu ấn của tư duy công nghệ bản địa trong bối cảnh thế kỷ XVIII./.