Beton versus Munition: Ein schwieriges Problem in der modernen Kriegsführung

(Dan Tri) – Der Wettlauf zwischen Waffentechnologie und Verteidigungsmaterialien beschränkt sich nicht nur auf Angriff und Schutz, sondern ist auch ein Symbol des modernen wissenschaftlichen Fortschritts.

Tief unter der Erde, wo unterirdische Strukturen so konstruiert sind, dass sie Bombenangriffen standhalten, findet eine stille, aber heftige Konfrontation zwischen zwei scheinbar nicht miteinander verbundenen Bereichen statt: der Baustofftechnologie und der Ballistiktechnik.

Da Länder strategische unterirdische Infrastrukturen mit dem Ziel erwerben, diese vor militärischen Angriffen zu schützen, ist die Entwicklung durchdringender Bomben zu einem wichtigen Teil ihrer Verteidigungs- und Abschreckungsstrategien geworden.

Die moderne Betontechnologie stellt uns jedoch vor ein beispielloses Problem: Wie stark muss eine Waffe sein, um diese hochmoderne Schutzhülle zu durchdringen?

Bunkerbrecherbombe: Der „Stahlmeißel“ des 21. Jahrhunderts

Bunkerbrecherbombe ist die allgemeine Bezeichnung für eine Waffe, die speziell dafür entwickelt wurde, dicke Gesteins- und Betonschichten zu durchdringen und so tief unter der Erde verborgene Strukturen anzugreifen.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Bomben verfügen diese Bomben über eine Außenhülle aus superhartem Stahl, eine konische Spitze zur Optimierung des Aufpralldrucks und eine große Masse zur Erzeugung einer extrem starken Durchschlagskraft.

Ein typischer Vertreter dieser Waffenlinie ist der Massive Ordnance Penetrator (MOP), eine bis zu 13.600 kg schwere Bombe, die derzeit nur vom US-amerikanischen strategischen Bomber B-2 eingesetzt werden kann.

Am 21. Juni warf die US-Luftwaffe mit sechs B-2-Bombern zwölf bunkerbrechende Bomben auf Fordow ab, die wichtigste iranische Atomanreicherungsanlage (Foto: Getty).

MOPs sind so konzipiert, dass sie Dutzende Meter Fels und Beton durchdringen, bevor sie detonieren. Die Hülle der Bombe besteht aus einer speziellen Stahllegierung (Eglin Steel oder USAF-96), die dazu beiträgt, ihre Struktur bei Hochgeschwindigkeitseinschlägen aufrechtzuerhalten, während der Kern etwa 2.400 kg hochexplosiven Sprengstoff wie AFX-757 enthält.

Geleitet von einem hochpräzisen GPS/INS-Navigationssystem und mit einem intelligenten Zünder, der je nach Tiefe aktiviert werden kann, ist die MOP in der Lage, Präzisionsschläge auf schwer geschützte unterirdische Anlagen wie Nuklearanlagen oder strategische Kommandozentralen durchzuführen.

MOP- und andere bunkerbrechende Bomben können Dutzende Meter Fels oder Stahlbeton durchdringen und gelten daher als ultimative Lösung für gehärtete Ziele. Doch Materialexperten sagen, dass die heutigen Ziele nicht mehr so ​​anfällig sind wie früher.

„Heutzutage können nicht einmal MOPs in moderne Bunker eindringen“, warnte der Militärexperte Dr. Gregory Vartanov.

Durchbruch bei Abwehrmaterialien „wehrt“ Angriffe ab

Bei einem gemeldeten Vorfall Ende der 2000er Jahre explodierte eine bunkerbrechende Bombe, die auf eine unterirdische Anlage im Iran abgeworfen wurde, nicht, sondern blieb im Beton stecken. Sie blieb abrupt stehen, als ob sie auf einen unsichtbaren Schild gestoßen wäre.

Der Grund liegt in UHPC (kurz für Ultra-High Performance Concrete ), also „Ultrahochleistungsbeton“. Dies stellt einen Durchbruch in der Bautechnologie dar, insbesondere im Bereich des Schutzes unterirdischer Bauwerke vor Explosionen und eindringenden Kräften.

Eine Probe aus ultrahochfestem Stahlfaserbeton (Foto: Wikimedia Commons).

Während herkömmlicher Beton laut Experten eine Druckfestigkeit von etwa 5.000 psi aufweist, kann UHPC dank seiner ultrafeinen Kornstruktur und seines Verstärkungssystems mit Stahl- oder Polymermikrofasern eine Druckfestigkeit von über 40.000 psi erreichen.

Das Besondere daran ist, dass UHPC nicht nur fester, sondern auch flexibler ist als herkömmlicher Beton. Die Mikrofasern wirken wie ein Anti-Riss-Netzwerk und verhindern, dass sich Risse zu größeren Rissen ausweiten, die die Struktur schwächen.

Anstatt bei starken Stößen zu zersplittern, entstehen bei UHPC kleine, kontrollierte Risse, die die Aufprallenergie absorbieren und verteilen, erklärt Dr. Stephanie Barnett von der University of Portsmouth.

Das bedeutet, dass selbst wenn die Bombe genügend Kraft hat, um den Beton zu durchdringen, die verbleibende Energie nach dem Aufprall nicht ausreicht, um die Struktur im Inneren zu zerstören. Und wenn die Bombenhülle beschädigt wird, bevor der Zünder aktiviert wird, kann er vollständig unbrauchbar werden.

In Tests erwies sich UHPC als überraschend wirksam, wenn es darum ging, Penetrator-Sprengköpfe zum Abprallen zu bringen oder nicht zu detonieren, wodurch sie in „nutzlose Eisenbrocken“ verwandelt wurden.

Doch damit nicht genug: Mit der Entwicklung einer neuen Materialgeneration wurde das gleiche Ziel verfolgt: FGCC ( Functionally Graded Cementitious Composites ). Dabei handelt es sich um eine Art funktional abgestuften Betons, bei dem jede Schicht ihre eigene Aufgabe erfüllt, von der anfänglichen Schlagfestigkeit über die Energieabsorption bis hin zur strukturellen Stabilität.

Beschreibt die Krafteinwirkung auf ein Material.

Eine typische FGCC-Struktur besteht aus einer Außenschicht aus UHPC mit superharten Eigenschaften zur Zerstörung des Sprengkopfs, einer dicken und hochelastischen Mittelschicht zur Ableitung der kinetischen Energie und einer mit Stahlfasern verstärkten Innenschicht, die das Eindringen von herumfliegenden Splittern in den geschützten Bereich verhindert.

Eine im Jahr 2021 im Chinese Journal of Cement Materials veröffentlichte Studie zeigt, dass FGCC die Eindringtiefe um bis zu 70 % reduzieren und den beschädigten Bereich im Vergleich zu einschichtigem UHPC stark einschränken kann.

Dieses mehrschichtige Design wurde tatsächlich von in der Natur vorkommenden biologischen Schalen inspiriert, wie etwa Schildkrötenpanzern, Muschelschalen usw. Das gemeinsame Merkmal der Schutzschichten besteht darin, dass sie unterschiedliche Härte- und Weichheitsgrade aufweisen und so in Kombination äußere Angriffe abwehren.

Dr. Phil Purnell, Betonexperte an der Universität Leeds, sagte, dass die Schichttechnik nicht nur die Aufprallenergie besser absorbiere, sondern auch die Ausbreitung von Rissen deutlich verlangsame, was für die Aufrechterhaltung der Integrität der Struktur von entscheidender Bedeutung sei.

Materialwissenschaft : Die „stille Arena“ des 21. Jahrhunderts

In der modernen Geschichte wurden Verteidigungsmaterialien immer wieder durch Militärtechnologie auf die Probe gestellt. Während des Golfkriegs 1991 galten die unterirdischen Kommandobunker des Irak aufgrund ihrer dicken Stahlbetonschichten als uneinnehmbar.

Als sich 2.000-Pfund-Bomben als unwirksam erwiesen, waren die USA gezwungen, innerhalb von nur sechs Wochen eine neue Bombe zu bauen. Als Gehäuse diente ein altes Gewehrrohr, mit dem die Bombe bei Feldversuchen mehr als sechs Meter Beton durchdrang.

Mit dem Aufkommen von UHPC und FGCC hat sich das Blatt jedoch gewendet. Was einst der Gipfel der Durchschlagskraft war, kann heute ohne größere Verbesserungen bei Waffen oder Taktiken unwirksam gemacht werden.

Bunker in wichtigen Einrichtungen werden widerstandsfähiger und bieten herkömmlichen panzerbrechenden Bomben eine Herausforderung (Foto: Popular Mechanics).

Da Größe und Gewicht der Bomben die Grenze erreicht haben, die Flugzeuge tragen können, sind viele Experten der Ansicht, dass es bei der unterirdischen Kriegsführung nicht mehr nur um riesige Bomben gehen wird.

Stattdessen werden Taktiken, die auf Schwachstellen wie Türen, Kommunikationssysteme, Belüftung usw. abzielen, zur neuen Priorität. Das Militär prüft außerdem Hyperschallwaffen mit Geschwindigkeiten von über Mach 5, die mit nicht explosiven Wolfram-Penetratoren ausgestattet sind und wie ein „panzerbrechendes Geschoss“ mehrere Materialschichten durchdringen sollen.

Dr. Justin Bronk vom RUSI Institute (UK) merkte an, dass es in vielen Fällen ausreiche, die Kommunikation zu unterbrechen oder die Betriebsfähigkeit eines Bunkers zu deaktivieren, um strategische Ziele zu erreichen, selbst wenn seine physische Struktur intakt bleibt.

Offensichtlich geht es beim Wettlauf zwischen Waffentechnologie und Verteidigungsmaterialien nicht nur um Zerstörung und Schutz, sondern auch um ein Symbol des modernen wissenschaftlichen Fortschritts.

Dort verlaufen die Fronten nicht nur auf dem Boden oder in der Luft, sondern auch in den Materialforschungslabors, wo jedes Zementkorn oder jede Stahlfaser über den Ausgang künftiger Kriege entscheiden kann.

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