Beton versus munice: Složitý problém v moderní válce

(Dan Tri) - Závod mezi zbrojní technologií a obrannými materiály se neomezuje pouze na útok a ochranu, ale je také symbolem moderního vědeckého pokroku.

Hluboko v podzemí, kde jsou podzemní stavby navrženy tak, aby odolaly bombovým útokům, probíhá tichá, ale nelítostná konfrontace mezi dvěma zdánlivě nesouvisejícími obory: technologií stavebních materiálů a balistickým inženýrstvím.

Vzhledem k tomu, že národy získávají strategickou podzemní infrastrukturu s cílem ji chránit před vojenským útokem, stal se vývoj penetrujících bomb zásadní součástí obranných a odstrašujících strategií.

Moderní technologie betonu však představuje bezprecedentní problém: jak silná je zbraň dostatečně silná, aby prorazila tento nejmodernější ochranný obal?

Bomba ničící bunkry: „Ocelový sekáč“ 21. století

Bunkrová bomba je obecný název pro zbraň speciálně navrženou k pronikání silných vrstev horniny a betonu za účelem útoku na struktury ukryté hluboko pod zemí.

Na rozdíl od konvenčních bomb mají tyto bomby vnější plášť vyrobený ze supertvrdé oceli, zužující se špičku pro optimalizaci nárazového tlaku a velkou hmotnost pro vytvoření extrémně silné penetrační síly.

Jedním z typických představitelů této řady zbraní je Massive Ordnance Penetrator (MOP), bomba o hmotnosti až 13 600 kg, kterou lze v současnosti nasadit pouze z amerického strategického bombardéru B-2.

Americké letectvo 21. června shodilo šest bombardérů B-2 12 bomb ničících bunkry na Fordow, nejdůležitější íránské zařízení na obohacování uranu (Foto: Getty).

MOPy jsou navrženy tak, aby před detonací pronikly desítkami metrů skály a betonu. Plášť bomby je vyroben ze speciální ocelové slitiny (Eglin Steel nebo USAF‑96), která pomáhá udržet její strukturu i při nárazech vysokou rychlostí, zatímco jádro obsahuje přibližně 2 400 kg vysoce výbušnin, jako je AFX‑757.

Díky vysoce přesnému navigačnímu systému GPS/INS a inteligentní roznětce aktivovatelné v závislosti na hloubce je MOP schopen přesných úderů na silně chráněná podzemní zařízení, jako jsou jaderná zařízení nebo strategická velitelská centra.

Díky schopnosti proniknout desítky metrů skály nebo železobetonu jsou MOP a další bomby ničící bunkry považovány za dokonalé řešení pro zpevněné cíle. Odborníci na materiály však tvrdí, že dnešní cíle již nejsou tak zranitelné jako kdysi.

„V dnešní době ani jednotkáři nemohou proniknout moderními bunkry,“ varoval Dr. Gregory Vartanov, vojenský expert.

Průlom v obranných materiálech „brání“ útokům

V jednom hlášeném incidentu z konce první dekády 21. století bomba shozená na podzemní zařízení v Íránu ve skutečnosti nevybuchla, ale místo toho se zasekla v betonu. Náhle se zastavila, jako by narazila do neviditelného štítu.

Důvod spočívá v UHPC (zkratka pro Ultra-High Performance Concrete ) neboli „ultra vysokovýkonný beton“. Jedná se o průlom ve stavební technologii, zejména v oblasti ochrany podzemních staveb před výbuchy a pronikajícími silami.

Vzorek ultravysokopevnostního betonu vyztuženého ocelovými vlákny (Foto: Wikimedia Commons).

Podle odborníků má tradiční beton pevnost v tlaku okolo 5 000 psi, zatímco UHPC může díky své ultrajemné struktuře zrn a systému výztuže s ocelovými nebo polymerními mikrovlákny překročit 40 000 psi.

Zvláštností je, že UHPC je nejen pevnější, ale také pružnější než běžný beton. Mikrovlákna fungují jako síť proti praskání, která zabraňuje růstu trhlin do větších trhlin, které oslabují konstrukci.

Podle Dr. Stephanie Barnettové z Univerzity v Portsmouthu se UHPC při silných nárazech neroztříští, ale vytváří malé, kontrolované trhliny, které absorbují a rozptylují energii nárazu.

To znamená, že i když má bomba dostatečnou sílu k proniknutí betonem, zbývající energie po nárazu nestačí ke zničení konstrukce uvnitř. A pokud je plášť bomby poškozen před aktivací rozbušky, může být zcela zneškodněna.

V testech se UHPC překvapivě ukázal jako účinný v tom, že způsobil odraz nebo nedetonaci penetračních hlavic, čímž je proměnil v „neužitečné kusy železa“.

Tím se ale nezastavila a se stejným cílem se zrodila nová generace materiálů s názvem FGCC ( Functionally Graded Cementitious Composites ). Jedná se o typ funkčně odstupňovaného betonu, u kterého má každá vrstva svůj vlastní úkol, od počáteční rázové odolnosti až po absorpci energie a strukturální stabilitu.

Popisuje působení síly na materiál.

Typická struktura FGCC má vnější vrstvu vyrobenou z UHPC se supertvrdými vlastnostmi pro zničení hlavice, silnou a vysoce elastickou střední vrstvu pro rozptyl kinetické energie a vnitřní vrstvu vyztuženou ocelovými vlákny, aby se zabránilo vniknutí odlétajících úlomků do chráněné oblasti.

Výzkum publikovaný v roce 2021 v časopise Chinese Journal of Cement Materials ukazuje, že FGCC je schopen snížit hloubku průniku až o 70 % a výrazně omezit poškozenou oblast ve srovnání s jednovrstvým UHPC.

Tento vrstvený design byl ve skutečnosti inspirován biologickými schránkami dostupnými v přírodě, jako jsou želví schránky, schránky škeblí... Společnou charakteristikou ochranných vrstev je, že mají různý stupeň tvrdosti a měkkosti, čímž se kombinují a odrážejí vnější útoky.

Dr. Phil Purnell, odborník na beton z Univerzity v Leedsu, uvedl, že technika vrstvení nejen lépe absorbuje energii nárazu, ale také výrazně zpomaluje šíření trhlin, což je klíčové pro zachování integrity konstrukce.

Materiálová věda : „Tichá aréna“ 21. století

Moderní dějiny byly opakovaně svědky toho, jak vojenské technologie zpochybňovaly obranné materiály. Během války v Perském zálivu v roce 1991 byly irácké podzemní velitelské bunkry považovány za nedobytné kvůli silným vrstvám železobetonu.

Když se 2 000librové bomby ukázaly jako neúčinné, byly USA nuceny vyrobit novou bombu během pouhých šesti týdnů, přičemž jako plášť použily starou hlaveň zbraně a v polních testech úspěšně pronikly do hloubky více než 6 metrů betonu.

S příchodem UHPC a FGCC se však situace obrátila. To, co kdysi bylo vrcholem průbojnosti, může být nyní znemožněno bez zásadního vylepšení zbraní nebo taktiky.

Bunkry v klíčových zařízeních se stávají odolnějšími a představují výzvu pro konvenční průbojné bomby (Foto: Popular Mechanics).

Vzhledem k tomu, že velikost a hmotnost bomb dosáhly maximální hranice, kterou mohou letadla unést, mnoho odborníků se domnívá, že podzemní válka již nebude jen příběhem obřích bomb.

Místo toho se novou prioritou stane taktika zaměřená na slabá místa, jako jsou dveře, komunikační systémy, ventilace... Armáda se také zabývá hypersonickými zbraněmi s rychlostí přesahující Mach 5, nesoucími nevýbušné wolframové penetrátory, s cílem proniknout do více vrstev materiálu jako „průbojná střela“.

Dr. Justin Bronk z institutu RUSI (Spojené království) poznamenal, že v mnoha případech stačí k dosažení strategických cílů pouhé přerušení komunikace nebo znemožnění provozu bunkru, i když jeho fyzická struktura zůstane nedotčena.

Je zřejmé, že závod mezi zbraňovými technologiemi a obrannými materiály není jen o ničení a ochraně, ale je také symbolem moderního vědeckého pokroku.

Tam se bojové linie nevedou jen na zemi nebo ve vzduchu, ale také v laboratořích pro výzkum materiálů, kde každé zrnko cementu nebo ocelové vlákno může přispět k rozhodnutí o výsledku budoucích válek.

Zdroj: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/be-tong-doi-dau-bom-xuyen-pha-bai-toan-hoc-bua-trong-chien-tranh-hien-dai-20250702145508267.htm