Beton kontra lőszer: Nehéz probléma a modern hadviselésben

(Dan Tri) - A fegyvertechnológia és a védelmi anyagok közötti verseny nem áll meg pusztán a támadásnál és a védekezésnél, hanem a modern tudományos haladás szimbóluma is.

Mélyen a föld alatt, ahol a földalatti építményeket bombatámadások elviselésére tervezik, csendes, de ádáz konfrontáció zajlik két látszólag egymással nem összefüggő terület: az építőanyag-technológia és a ballisztikai mérnöki tudományok között.

Ahogy a nemzetek stratégiai földalatti infrastruktúrát szereznek azzal a céllal, hogy megvédjék azt a katonai támadásoktól, az áthatoló bombák fejlesztése a védelmi és elrettentési stratégiák létfontosságú részévé vált.

A modern betontechnológia azonban példátlan problémát vet fel: mennyire erős fegyver ahhoz, hogy áttörje ezt a korszerű védőburkot?

Bunkerromboló bomba: A 21. század „acélvésője”

A bunkerromboló bomba egy olyan fegyver általános elnevezése, amelyet kifejezetten arra terveztek, hogy vastag kőzet- és betonrétegekbe hatoljon át, és mélyen a föld alatt rejtőző építményeket támadjon.

A hagyományos bombákkal ellentétben ezeknek a bombáknak a külső héja szuperkemény acélból készült, kúpos hegyük optimalizálja a becsapódási nyomást, és nagy tömegük van, amely rendkívül erős átütőerőt hoz létre.

Ennek a fegyvercsaládnak az egyik tipikus képviselője a Massive Ordnance Penetrator (MOP), egy akár 13 600 kg súlyú bomba, amelyet jelenleg csak az amerikai B-2 stratégiai bombázóról lehet bevetni.

Június 21-én az amerikai légierő hat B-2-es bombázóval 12 bunkerromboló bombát dobott le Fordowra, Irán legfontosabb nukleáris dúsító létesítményére (Fotó: Getty).

A MOP-okat úgy tervezték, hogy több tíz méternyi sziklán és betonon hatoljanak át, mielőtt felrobbannának. A bomba burkolata speciális acélötvözetből (Eglin Steel vagy USAF-96) készült, amely segít megőrizni szerkezetét nagy sebességű becsapódások esetén, míg a mag körülbelül 2400 kg nagy hozamú robbanóanyagot, például AFX-757-et tartalmaz.

Egy nagy pontosságú GPS/INS navigációs rendszer által vezérelt és egy mélységtől függően aktiválható intelligens biztosítékot használó MOP képes precíziós csapásokat mérni a fokozottan védett földalatti létesítményekre, például nukleáris létesítményekre vagy stratégiai parancsnoki központokra.

Mivel a MOP és más bunkerromboló bombák képesek több tíz méternyi sziklába vagy vasbetonba behatolni, a legjobb megoldásnak számítanak a megkeményedett célpontok elleni küzdelemben. Az anyagszakértők azonban szerint a mai célpontok már nem annyira sebezhetőek, mint régen voltak.

„Manapság még a MOP-ok sem tudnak behatolni a modern bunkerekbe” – figyelmeztetett Dr. Gregory Vartanov katonai szakértő.

Áttörés a védekező anyagokban, amelyek "védekeznek" a támadások ellen

Egy, a 2000-es évek végén jelentett incidensben egy iráni földalatti létesítményre ledobott bunkerromboló bomba valójában nem robbant fel, hanem a betonba ragadt. Hirtelen megállt, mintha egy láthatatlan pajzsnak ütközött volna.

Az ok az UHPC-ben ( az Ultra-High Performance Concrete rövidítése), vagyis az „ultra nagy teljesítményű betonban” rejlik. Ez áttörést jelent az építési technológiában, különösen a földalatti szerkezetek robbanások és áthatoló erők elleni védelme terén.

Egy ultra nagy teljesítményű acélszálerősítésű betonminta (Fotó: Wikimedia Commons).

Szakértők szerint míg a hagyományos beton nyomószilárdsága körülbelül 5000 psi, addig az UHPC meghaladhatja a 40 000 psi-t az ultrafinom szemcsés szerkezetének és az acél vagy polimer mikroszálas erősítőrendszerének köszönhetően.

Ami különleges, hogy az UHPC nemcsak erősebb, de rugalmasabb is, mint a hagyományos beton. A mikroszálak repedésgátló hálózatként működnek, megakadályozva, hogy a repedések nagyobb repedésekké növekedjenek, amelyek gyengítenék a szerkezetet.

Az erős ütések alatti szétesés helyett az UHPC apró, kontrollált repedéseket hoz létre, amelyek elnyelik és eloszlatják az ütési energiát – állítja Dr. Stephanie Barnett a Portsmouthi Egyetemről.

Ez azt jelenti, hogy még ha a bombának elegendő ereje is van ahhoz, hogy áthatoljon a betonon, a becsapódás utáni fennmaradó energia nem elegendő a benne lévő szerkezet elpusztításához. És ha a bomba burkolata megsérül a detonátor aktiválása előtt, az teljesen hatástalanná válhat.

A tesztek során az UHPC meglepően hatékonynak bizonyult abban, hogy a behatoló robbanófejeket visszapattanásra vagy a detonáció elmulasztására kényszerítse, "haszontalan vasdarabokká" változtatva azokat.

De nem álltunk meg itt, egy új generációs anyagok is megszületett ugyanezzel a céllal, az FGCC ( Funkcionálisan Osztályozott Cementitious Composites ). Ez egy olyan funkcionálisan osztályozott betonfajta, amelyben minden rétegnek megvan a saját feladata, az ütésállóságtól az energiaelnyelésen át a szerkezeti stabilitásig.

Leírja az erő hatását az anyagra.

Egy tipikus FGCC szerkezet egy UHPC-ből készült külső réteggel rendelkezik, amely szuperkemény tulajdonságokkal rendelkezik a robbanófej elpusztítására, egy vastag és rendkívül rugalmas középső réteggel a kinetikus energia elvezetésére, valamint egy acélszálakkal megerősített belső réteggel, amely megakadályozza a repülő töredékek bejutását a védett területre.

A Chinese Journal of Cement Materials című folyóiratban 2021-ben publikált kutatás kimutatta, hogy az FGCC akár 70%-kal is képes csökkenteni a behatolási mélységet, és jelentősen korlátozni a sérült területet az egyrétegű UHPC-hez képest.

Ez a réteges kialakítás valójában a természetben előforduló biológiai páncélok ihlették, mint például a teknőspáncél, a kagylópáncél... A védőrétegek közös jellemzője, hogy különböző keménységi és puhasági fokúak, ezáltal kombinálva a külső támadások taszítását.

Dr. Phil Purnell, a Leedsi Egyetem betonszakértője szerint a rétegezési technika nemcsak jobban elnyeli az ütési energiát, hanem jelentősen lassítja a repedések terjedését is, ami kulcsfontosságú a szerkezet integritásának megőrzéséhez.

Anyagtudomány : A 21. század „csendes arénája”

A modern történelem során a védelmi anyagokat ismételten a katonai technológia próbára tette. Az 1991-es öbölháború alatt Irak földalatti parancsnoki bunkereit bevehetetlennek tekintették a vastag vasbeton rétegek miatt.

Amikor a 900 kilogrammos bombák hatástalannak bizonyultak, az Egyesült Államok kénytelen volt mindössze hat hét alatt új bombát építeni, egy régi ágyúcsövet használva hüvelyként, és a terepi tesztelés során sikeresen áthatolt több mint 6 méter betonon.

Az UHPC és az FGCC megjelenésével azonban megfordult a helyzet. Ami egykor a behatolás csúcsát jelentette, az most hatástalanná válhat a fegyverek vagy a taktika jelentős fejlesztése nélkül.

A kulcsfontosságú létesítmények bunkerei egyre ellenállóbbak, és egyre nagyobb kihívást jelentenek a hagyományos páncéltörő bombáknak (Fotó: Popular Mechanics).

Mivel a bombák mérete és súlya elérte a repülőgépek által szállítható maximális küszöbértéket, sok szakértő úgy véli, hogy a földalatti hadviselés többé nem az óriásbombákról fog szólni.

Ehelyett a gyenge pontokat, például ajtókat, kommunikációs rendszereket, szellőzést... célzó taktikák lesznek az új prioritás. A hadsereg a Mach 5-nél nagyobb sebességű hiperszonikus fegyvereket is vizsgálja, amelyek nem robbanásveszélyes volfrám behatolókat hordoznak, azzal a céllal, hogy több anyagréteget is áthatoljanak, mint egy „páncéltörő golyó”.

Dr. Justin Bronk, a RUSI Intézet (Egyesült Királyság) munkatársa megjegyezte, hogy sok esetben a kommunikáció egyszerű elvágása vagy egy bunker működési képességeinek letiltása elegendő a stratégiai célok eléréséhez, még akkor is, ha annak fizikai szerkezete sértetlen marad.

Nyilvánvaló, hogy a fegyvertechnológia és a védelmi anyagok közötti verseny nemcsak a pusztításról és a védelemről szól, hanem a modern tudományos haladás szimbóluma is.

Ott a frontvonalak nemcsak a földön vagy az égben húzódnak, hanem anyagkutató laboratóriumokban is, ahol minden egyes cement- vagy acélszál-szemcse hozzájárulhat a jövőbeli háborúk kimenetelének eldöntéséhez.

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