Σκυρόδεμα έναντι πυρομαχικών: Ένα δύσκολο πρόβλημα στον σύγχρονο πόλεμο

(Νταν Τρι) - Ο αγώνας δρόμου μεταξύ της τεχνολογίας όπλων και των αμυντικών υλικών δεν σταματά μόνο στην επίθεση και την προστασία, αλλά αποτελεί και σύμβολο της σύγχρονης επιστημονικής προόδου.

Βαθιά στο υπέδαφος, όπου οι υπόγειες κατασκευές έχουν σχεδιαστεί για να αντέχουν σε βομβιστικές επιθέσεις, λαμβάνει χώρα μια ήσυχη αλλά άγρια ​​αντιπαράθεση μεταξύ δύο φαινομενικά άσχετων τομέων: της τεχνολογίας δομικών υλικών και της βαλλιστικής μηχανικής.

Καθώς τα έθνη αποκτούν στρατηγική υπόγεια υποδομή με στόχο την προστασία της από στρατιωτικές επιθέσεις, η ανάπτυξη διεισδυτικών βομβών έχει γίνει ζωτικό μέρος των στρατηγικών άμυνας και αποτροπής.

Ωστόσο, η σύγχρονη τεχνολογία σκυροδέματος θέτει ένα πρωτοφανές πρόβλημα: πόσο ισχυρό είναι ένα όπλο για να διαπεράσει αυτό το υπερσύγχρονο προστατευτικό κέλυφος;

Βόμβα διάλυσης καταφυγίων: Η «ατσάλινη σμίλη» του 21ου αιώνα

Η βόμβα καταστροφέα καταφυγίου είναι η γενική ονομασία ενός όπλου ειδικά σχεδιασμένου για να διαπερνά παχιά στρώματα βράχου και σκυροδέματος για να επιτίθεται σε κατασκευές κρυμμένες βαθιά υπόγεια.

Σε αντίθεση με τις συμβατικές βόμβες, αυτές οι βόμβες έχουν εξωτερικό κέλυφος κατασκευασμένο από εξαιρετικά σκληρό χάλυβα, κωνική άκρη για βελτιστοποίηση της πίεσης πρόσκρουσης και μεγάλη μάζα για τη δημιουργία εξαιρετικά ισχυρής διεισδυτικής δύναμης.

Ένας από τους τυπικούς εκπροσώπους αυτής της σειράς όπλων είναι το Massive Ordnance Penetrator (MOP), μια βόμβα βάρους έως 13.600 κιλών που προς το παρόν μπορεί να αναπτυχθεί μόνο από το αμερικανικό στρατηγικό βομβαρδιστικό B-2.

Στις 21 Ιουνίου, η Πολεμική Αεροπορία των ΗΠΑ χρησιμοποίησε έξι βομβαρδιστικά B-2 για να ρίξει 12 βόμβες που ανατινάσσονταν σε καταφύγια στο Φορντόου, την πιο σημαντική εγκατάσταση πυρηνικού εμπλουτισμού του Ιράν (Φωτογραφία: Getty).

Τα MOP έχουν σχεδιαστεί για να διαπερνούν δεκάδες μέτρα βράχου και σκυροδέματος πριν από την πυροδότησή τους. Το περίβλημα της βόμβας είναι κατασκευασμένο από ειδικό κράμα χάλυβα (Eglin Steel ή USAF‑96) που βοηθά στη διατήρηση της δομής της κατά τη διάρκεια κρούσεων υψηλής ταχύτητας, ενώ ο πυρήνας περιέχει περίπου 2.400 κιλά εκρηκτικών υψηλής απόδοσης όπως το AFX‑757.

Καθοδηγούμενο από ένα εξαιρετικά ακριβές σύστημα πλοήγησης GPS/INS και χρησιμοποιώντας μια έξυπνη ασφάλεια που μπορεί να ενεργοποιηθεί με βάση το βάθος, το MOP είναι ικανό να πραγματοποιεί ακριβείς επιθέσεις σε υπόγειες εγκαταστάσεις υψηλής προστασίας, όπως πυρηνικές εγκαταστάσεις ή στρατηγικά κέντρα διοίκησης.

Με την ικανότητα να διαπερνούν δεκάδες μέτρα βράχου ή οπλισμένου σκυροδέματος, οι βόμβες MOP και άλλες βόμβες καταστροφέων καταφυγίων θεωρούνται η απόλυτη λύση για σκληρυμένους στόχους. Ωστόσο, οι ειδικοί σε υλικά λένε ότι οι σημερινοί στόχοι δεν είναι πλέον τόσο ευάλωτοι όσο ήταν κάποτε.

«Στις μέρες μας, ακόμη και τα MOP δεν μπορούν να διεισδύσουν στα σύγχρονα καταφύγια», προειδοποίησε ο Δρ. Γκρέγκορι Βαρτάνοφ, στρατιωτικός εμπειρογνώμονας.

Πρωτοπορία στα αμυντικά υλικά που «αμύνονται» στις επιθέσεις

Σε ένα αναφερόμενο περιστατικό στα τέλη της δεκαετίας του 2000, μια βόμβα που είχε εκτοξευθεί σε υπόγεια εγκατάσταση στο Ιράν στην πραγματικότητα δεν εκρήγνυται, αλλά αντίθετα κολλάει στο τσιμέντο. Σταμάτησε απότομα, σαν να χτύπησε μια αόρατη ασπίδα.

Ο λόγος έγκειται στο UHPC (συντομογραφία του Ultra-High Performance Concrete ) ή «σκυρόδεμα εξαιρετικά υψηλής απόδοσης». Πρόκειται για μια σημαντική ανακάλυψη στην τεχνολογία κατασκευών, ειδικά στον τομέα της προστασίας υπόγειων κατασκευών από εκρήξεις και διεισδυτικές δυνάμεις.

Δείγμα σκυροδέματος ενισχυμένου με ίνες χάλυβα εξαιρετικά υψηλής απόδοσης (Φωτογραφία: Wikimedia Commons).

Σύμφωνα με τους ειδικούς, ενώ το παραδοσιακό σκυρόδεμα έχει αντοχή σε θλίψη περίπου 5.000 psi, η UHPC μπορεί να ξεπεράσει τα 40.000 psi χάρη στην εξαιρετικά λεπτή δομή του και το σύστημα ενίσχυσης με μικροΐνες από χάλυβα ή πολυμερές.

Αυτό που το κάνει ξεχωριστό είναι ότι το UHPC δεν είναι μόνο ισχυρότερο αλλά και πιο εύκαμπτο από το κανονικό σκυρόδεμα. Οι μικροΐνες λειτουργούν ως δίκτυο κατά των ρωγμών, εμποδίζοντας τις ρωγμές να αναπτυχθούν σε μεγαλύτερες ρωγμές που αποδυναμώνουν τη δομή.

Αντί να θρυμματίζεται υπό ισχυρές κρούσεις, το UHPC δημιουργεί μικρές, ελεγχόμενες ρωγμές που απορροφούν και διαχέουν την ενέργεια κρούσης, σύμφωνα με τη Δρ. Στέφανι Μπαρνέτ από το Πανεπιστήμιο του Πόρτσμουθ.

Αυτό σημαίνει ότι ακόμη και αν η βόμβα έχει αρκετή δύναμη για να διαπεράσει το σκυρόδεμα, η ενέργεια που απομένει μετά την κρούση δεν είναι αρκετή για να καταστρέψει την εσωτερική κατασκευή. Και αν το περίβλημα της βόμβας υποστεί ζημιά πριν ενεργοποιηθεί ο πυροκροτητής, μπορεί να απενεργοποιηθεί εντελώς.

Σε δοκιμές, το UHPC αποδείχθηκε εκπληκτικά αποτελεσματικό στο να προκαλεί εξοστρακισμό ή αποτυχία πυροδότησης των κεφαλών διείσδυσης, μετατρέποντάς τες σε «άχρηστα κομμάτια σιδήρου».

Χωρίς να σταματήσει εκεί, γεννήθηκε επίσης μια νέα γενιά υλικών με τον ίδιο στόχο, που ονομάζεται FGCC ( Λειτουργικά Διαβαθμισμένα Τσιμεντοειδή Σύνθετα Υλικά ). Πρόκειται για έναν τύπο λειτουργικά διαβαθμισμένου σκυροδέματος, στο οποίο κάθε στρώση έχει τη δική του λειτουργία, από την αρχική αντοχή σε κρούση έως την απορρόφηση ενέργειας και τη δομική σταθερότητα.

Περιγράφει την επίδραση της δύναμης σε ένα υλικό.

Μια τυπική δομή FGCC έχει ένα εξωτερικό στρώμα κατασκευασμένο από UHPC με εξαιρετικά σκληρές ιδιότητες για την καταστροφή της κεφαλής, ένα παχύ και εξαιρετικά ελαστικό μεσαίο στρώμα για τη διάχυση της κινητικής ενέργειας και ένα εσωτερικό στρώμα ενισχυμένο με χαλύβδινες ίνες για την αποτροπή της εισόδου ιπτάμενων θραυσμάτων στην προστατευόμενη περιοχή.

Έρευνα που δημοσιεύτηκε στο Chinese Journal of Cement Materials το 2021 δείχνει ότι το FGCC είναι ικανό να μειώσει το βάθος διείσδυσης έως και 70% και να περιορίσει σημαντικά την κατεστραμμένη περιοχή σε σύγκριση με το μονοστρωματικό UHPC.

Αυτός ο σχεδιασμός σε στρώσεις είναι στην πραγματικότητα εμπνευσμένος από βιολογικά κελύφη που υπάρχουν στη φύση, όπως κελύφη χελώνας, κελύφη αχιβάδας... Το κοινό χαρακτηριστικό των προστατευτικών στρωμάτων είναι ότι έχουν διαφορετικούς βαθμούς σκληρότητας και απαλότητας, συνδυαζόμενα για να αποκρούουν εξωτερικές επιθέσεις.

Ο Δρ. Φιλ Πέρνελ, ειδικός σε σκυρόδεμα στο Πανεπιστήμιο του Λιντς, δήλωσε ότι η τεχνική της στρωματοποίησης όχι μόνο απορροφά καλύτερα την ενέργεια κρούσης, αλλά και επιβραδύνει σημαντικά την εξάπλωση των ρωγμών, κάτι που είναι κλειδί για τη διατήρηση της ακεραιότητας της κατασκευής.

Επιστήμη Υλικών: Η «Σιωπηλή Αρένα» του 21ου αιώνα

Η σύγχρονη ιστορία έχει δει αμυντικά υλικά να δοκιμάζονται επανειλημμένα από την στρατιωτική τεχνολογία. Κατά τη διάρκεια του Πολέμου του Κόλπου το 1991, τα υπόγεια καταφύγια διοίκησης του Ιράκ θεωρούνταν απόρθητα λόγω των παχιών στρωμάτων οπλισμένου σκυροδέματος.

Όταν οι βόμβες των 2.000 λιβρών αποδείχθηκαν αναποτελεσματικές, οι ΗΠΑ αναγκάστηκαν να κατασκευάσουν μια νέα βόμβα σε μόλις έξι εβδομάδες, χρησιμοποιώντας μια παλιά κάννη όπλου ως περίβλημα και διαπερνώντας με επιτυχία περισσότερα από 6 μέτρα σκυροδέματος σε δοκιμές πεδίου.

Ωστόσο, με την έλευση των UHPC και FGCC, η κατάσταση άλλαξε. Αυτό που κάποτε ήταν η κορύφωση της διείσδυσης μπορεί τώρα να καταστεί αναποτελεσματικό χωρίς σημαντικές βελτιώσεις σε όπλα ή τακτικές.

Τα καταφύγια σε βασικές εγκαταστάσεις γίνονται όλο και πιο ανθεκτικά, προκαλώντας συμβατικές βόμβες που διαπερνούν τη θωράκιση (Φωτογραφία: Popular Mechanics).

Καθώς το μέγεθος και το βάρος των βομβών έχουν φτάσει στο μέγιστο όριο που μπορούν να μεταφέρουν τα αεροσκάφη, πολλοί ειδικοί πιστεύουν ότι ο υπόγειος πόλεμος δεν θα είναι πλέον μια ιστορία γιγάντιων βομβών.

Αντ' αυτού, οι τακτικές που στοχεύουν σε αδύνατα σημεία όπως πόρτες, συστήματα επικοινωνίας, εξαερισμό... θα γίνουν η νέα προτεραιότητα. Ο στρατός εξετάζει επίσης υπερηχητικά όπλα με ταχύτητες που υπερβαίνουν τα 5 Mach, τα οποία φέρουν μη εκρηκτικούς διεισδυτές βολφραμίου, με στόχο τη διείσδυση πολλαπλών στρωμάτων υλικού σαν μια «σφαίρα που διαπερνά την πανοπλία».

Ο Δρ. Justin Bronk από το Ινστιτούτο RUSI (Ηνωμένο Βασίλειο) σχολίασε ότι σε πολλές περιπτώσεις, η απλή διακοπή της επικοινωνίας ή η απενεργοποίηση των επιχειρησιακών δυνατοτήτων ενός καταφυγίου είναι αρκετή για την επίτευξη στρατηγικών στόχων, ακόμη και αν η φυσική του δομή παραμένει άθικτη.

Προφανώς, ο αγώνας μεταξύ της τεχνολογίας όπλων και των αμυντικών υλικών δεν αφορά μόνο την καταστροφή και την προστασία, αλλά αποτελεί και σύμβολο της σύγχρονης επιστημονικής προόδου.

Εκεί, οι γραμμές της μάχης δεν βρίσκονται μόνο στο έδαφος ή στον ουρανό, αλλά και σε εργαστήρια έρευνας υλικών, όπου κάθε κόκκος τσιμέντου ή ίνας χάλυβα μπορεί να συμβάλει στην απόφαση για την έκβαση μελλοντικών πολέμων.

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