בטון לעומת תחמושת: בעיה קשה בלוחמה מודרנית

(דן טרי) - המירוץ בין טכנולוגיית נשק וחומרי הגנה אינו נעצר רק בתקיפה ובהגנה, אלא גם סמל לקידמה מדעית מודרנית.

עמוק מתחת לאדמה, היכן שמבנים תת-קרקעיים מתוכננים לעמוד בפני פיגועי פצצה, מתרחש עימות שקט אך עז בין שני תחומים לכאורה אינם קשורים זה לזה: טכנולוגיית חומרי בניין והנדסה בליסטית.

ככל שמדינות רוכשות תשתית תת-קרקעית אסטרטגית במטרה להגן עליה מפני מתקפה צבאית , פיתוח פצצות חודרות הפך לחלק חיוני באסטרטגיות ההגנה וההרתעה.

עם זאת, טכנולוגיית הבטון המודרנית מציבה בעיה חסרת תקדים: כמה חזק מספיק נשק כדי לחדור את הקליפה המגנה המתקדמת הזו?

פצצת בונקרים: "אזמל הפלדה" של המאה ה-21

פצצת בונקר היא שם כללי לנשק שתוכנן במיוחד לחדור לשכבות עבות של סלע ובטון כדי לתקוף מבנים חבויים עמוק מתחת לאדמה.

בניגוד לפצצות קונבנציונליות, לפצצות אלו מעטפת חיצונית העשויה מפלדה קשה במיוחד, קצה מחודד למיטוב לחץ הפגיעה, ומסה גדולה ליצירת כוח חדירה חזק במיוחד.

אחד הנציגים הטיפוסיים של קו נשק זה הוא ה-Massive Ordnance Penetrator (MOP), פצצה במשקל של עד 13,600 ק"ג שניתן לפרוס אותה כיום רק מהמפציץ האסטרטגי האמריקאי B-2.

ב-21 ביוני, חיל האוויר האמריקאי השתמש בשישה מפציצי B-2 כדי להטיל 12 פצצות לפיצוץ בונקרים על פורדו, מתקן ההעשרה הגרעינית החשוב ביותר של איראן (צילום: Getty).

פצצות MOP מתוכננות לחדור עשרות מטרים של סלע ובטון לפני פיצוץ. מעטפת הפצצה עשויה מסגסוגת פלדה מיוחדת (פלדת Eglin או USAF-96) המסייעת לשמור על מבנהה במהלך פגיעות במהירות גבוהה, בעוד שהליבה מכילה כ-2,400 ק"ג של חומרי נפץ בעלי תפוקה גבוהה כגון AFX-757.

מונחית על ידי מערכת ניווט GPS/INS מדויקת ביותר ושימוש בפתיל חכם שניתן להפעיל בהתאם לעומק, ה-MOP מסוגל לבצע תקיפות מדויקות על מתקנים תת-קרקעיים מוגנים בכבדות כמו מתקנים גרעיניים או מרכזי פיקוד אסטרטגיים.

עם היכולת לחדור עשרות מטרים של סלע או בטון מזוין, פצצות MOP ופצצות אחרות לפיצוץ בונקרים נחשבות לפתרון האולטימטיבי עבור מטרות קשות. אך מומחי חומרים אומרים שהמטרות של היום כבר אינן פגיעות כפי שהיו פעם.

"כיום, אפילו כלי טיס שטח לא יכולים לחדור דרך בונקרים מודרניים", הזהיר ד"ר גרגורי ורטנוב, מומחה צבאי.

פריצת דרך בחומרי הגנה "מגנים" על התקפות

באחד המקרים שדווחו בסוף שנות ה-2000, פצצה לפיצוץ בונקרים שהוטלה על מתקן תת-קרקעי באיראן למעשה לא התפוצצה, אלא נתקעה בבטון. היא נעצרה בפתאומיות, כאילו פגעה במגן בלתי נראה.

הסיבה לכך נעוצה בבטון UHPC (קיצור של Ultra-High Performance Concrete ), או "בטון בעל ביצועים גבוהים במיוחד". זוהי פריצת דרך בטכנולוגיית הבנייה, במיוחד בתחום הגנה על מבנים תת-קרקעיים מפני פיצוצים וכוחות חודרים.

דוגמה של בטון מזוין סיבי פלדה בעל ביצועים גבוהים במיוחד (צילום: ויקימדיה קומונס).

לדברי מומחים, בעוד שלבטון מסורתי יש חוזק דחיסה של כ-5,000 psi, לחוזק דחיסה של UHPC יכול לעלות על 40,000 psi הודות למבנה הגרגירים העדינים במיוחד שלו ולמערכת החיזוק עם מיקרופייברים מפלדה או פולימר.

המיוחד הוא ש-UHPC לא רק חזק יותר אלא גם גמיש יותר מבטון רגיל. המיקרו-סיביים פועלים כרשת נגד סדקים, ומונעים מסדקים להתפתח לסדקים גדולים יותר שמחלישים את המבנה.

במקום להתנפץ תחת פגיעות חזקות, UHPC יוצר סדקים קטנים ומבוקרים שסופגים ומפזרים את אנרגיית הפגיעה, על פי ד"ר סטפני בארנט מאוניברסיטת פורטסמות'.

משמעות הדבר היא שגם אם לפצצה יש מספיק כוח לחדור את הבטון, האנרגיה שנותרה לאחר הפגיעה אינה מספיקה כדי להרוס את המבנה שבתוכו. ואם מעטפת הפצצה ניזוק לפני שהנפץ מופעל, ניתן להשבית אותה לחלוטין.

בניסויים, UHPC הוכח כיעיל באופן מפתיע בגרימת ראשי נפץ חודרים להתלקח או להיכשל בפיצוץ, מה שהופך אותם ל"גושי ברזל חסרי תועלת".

לא שם נולד דור חדש של חומרים עם אותה מטרה, הנקרא FGCC ( חומר מרוכב צמנטי מדורג פונקציונלי ). זהו סוג של בטון מדורג פונקציונלית, שבו לכל שכבה יש משימה משלה, החל מעמידות ראשונית בפני פגיעות ועד לספיגת אנרגיה ויציבות מבנית.

מתאר את השפעת הכוח על חומר.

למבנה FGCC טיפוסי שכבה חיצונית העשויה מ-UHPC בעלת תכונות קשות במיוחד להרס ראש הנפץ, שכבה אמצעית עבה ואלסטית ביותר לפיזור אנרגיה קינטית, ושכבה פנימית מחוזקת בסיבי פלדה כדי למנוע רסיסים מעופפים להיכנס לאזור המוגן.

מחקר שפורסם בכתב העת הסיני לחומרי מלט בשנת 2021 מראה כי FGCC מסוגל להפחית את עומק החדירה בעד 70% ולהגביל באופן משמעותי את השטח הפגוע בהשוואה ל-UHPC חד-שכבתי.

עיצוב שכבתי זה נוצר בהשראת קונכיות ביולוגיות הקיימות בטבע, כגון קונכיות צבים, קונכיות צדפות... המאפיין המשותף של שכבות המגן הוא שיש להן דרגות שונות של קשיות ורכות, ובכך משתלבות יחד כדי לדחות התקפות חיצוניות.

ד"ר פיל פורנל, מומחה לבטון מאוניברסיטת לידס, אמר כי טכניקת השכבות לא רק סופגת טוב יותר את אנרגיית הפגיעה, אלא גם מאטה משמעותית את התפשטות הסדקים, שהיא המפתח לשמירה על שלמות המבנה.

מדע החומרים: "הזירה השקטה" של המאה ה-21

ההיסטוריה המודרנית ראתה חומרי הגנה שוב ושוב אתגרים של טכנולוגיה צבאית. במהלך מלחמת המפרץ ב-1991, בונקרים תת-קרקעיים של עיראק נחשבו בלתי חדירים בגלל שכבות הבטון המזוין העבות שבהן.

כאשר פצצות במשקל 2,000 פאונד הוכחו כלא יעילות, נאלצה ארה"ב לבנות פצצה חדשה תוך שישה שבועות בלבד, תוך שימוש בקנה אקדח ישן כתרמיל ובניסויי שטח חדרו בהצלחה לעומק של יותר מ-6 מטרים של בטון.

עם זאת, עם הופעתם של UHPC ו-FGCC, פני הגלגל התהפכו. מה שהיה פעם שיא החדירה יכול כעת להפוך לחסר תועלת ללא שיפורים משמעותיים בנשק או בטקטיקות.

בונקרים במתקנים מרכזיים הופכים לעמידים יותר, ומאתגרים פצצות חודרות שריון קונבנציונליות (צילום: Popular Mechanics).

מכיוון שגודלן ומשקלן של הפצצות הגיעו לסף המקסימלי שמטוסים יכולים לשאת, מומחים רבים מאמינים כי לוחמה תת-קרקעית לא תהיה עוד סיפור של פצצות ענק.

במקום זאת, טקטיקות המכוונות לנקודות תורפה כמו דלתות, מערכות תקשורת, אוורור... יהפכו לעדיפות חדשה. הצבא בוחן גם כלי נשק היפרסוניים במהירויות העולות על מאך 5, הנושאים חודרי טונגסטן שאינם נפיצים, במטרה לחדור שכבות מרובות של חומר כמו "כדור חודר שריון".

ד"ר ג'סטין ברונק ממכון RUSI (בריטניה) ציין כי במקרים רבים, ניתוק תקשורת או השבתת יכולות המבצעיות של בונקר מספיקים כדי להשיג מטרות אסטרטגיות, גם אם המבנה הפיזי שלו נותר שלם.

ברור שהמרוץ בין טכנולוגיית נשק לחומרי הגנה אינו רק על הרס והגנה, אלא גם סמל להתקדמות מדעית מודרנית.

שם, קווי הקרב אינם רק על הקרקע או בשמיים, אלא גם במעבדות מחקר חומרים, שם כל גרגר של מלט או סיב פלדה יכול לתרום להכרעת תוצאותיהן של מלחמות עתידיות.

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