Betong versus ammunisjon: Et vanskelig problem i moderne krigføring

(Dan Tri) – Kappløpet mellom våpenteknologi og forsvarsmateriell stopper ikke bare ved angrep og beskyttelse, men er også et symbol på moderne vitenskapelig fremgang.

Dypt under jorden, der underjordiske strukturer er konstruert for å motstå bombeangrep, finner en stille, men voldsom konfrontasjon sted mellom to tilsynelatende urelaterte felt: byggematerialeteknologi og ballistisk ingeniørfag.

Etter hvert som nasjoner anskaffer strategisk underjordisk infrastruktur med mål om å beskytte den mot militære angrep, har utviklingen av penetrerende bomber blitt en viktig del av forsvars- og avskrekkingsstrategier.

Moderne betongteknologi stiller imidlertid overlegent overfor et problem: hvor kraftig et våpen er nok til å trenge gjennom dette toppmoderne beskyttende skallet?

Bunkerbombe: Det 21. århundrets «stålmeisel»

Bunkerbombe er den generelle betegnelsen på et våpen som er spesielt utviklet for å trenge gjennom tykke lag med stein og betong for å angripe strukturer skjult dypt under jorden.

I motsetning til konvensjonelle bomber har disse bombene et ytre skall laget av superhardt stål, en avsmalnet spiss for å optimalisere anslagstrykket og en stor masse for å skape ekstremt sterk penetrerende kraft.

En av de typiske representantene for denne våpenlinjen er Massive Ordnance Penetrator (MOP), en bombe som veier opptil 13 600 kg og som for øyeblikket bare kan utplasseres fra det amerikanske strategiske bombeflyet B-2.

Den 21. juni brukte det amerikanske luftforsvaret seks B-2-bombefly til å slippe 12 bunkersprengende bomber over Fordow, Irans viktigste atomanrikningsanlegg (Foto: Getty).

MOP-er er konstruert for å trenge gjennom flere titalls meter med stein og betong før de detonerer. Bombens hylse er laget av en spesiell stållegering (Eglin Steel eller USAF-96) som bidrar til å opprettholde strukturen under høyhastighetsstøt, mens kjernen inneholder omtrent 2400 kg høykapasitetseksplosiver som AFX-757.

MOP-en er styrt av et svært nøyaktig GPS/INS-navigasjonssystem og bruker en smart sikring som kan aktiveres av dybden, og er i stand til å utføre presisjonsangrep på tungt beskyttede underjordiske anlegg som kjernefysiske anlegg eller strategiske kommandosentre.

Med evnen til å trenge gjennom titalls meter med stein eller armert betong, regnes MOP og andre bunkerbomber som den ultimate løsningen for herdede mål. Men materialeksperter sier at dagens mål ikke lenger er like sårbare som de en gang var.

«Nå til dags kan ikke engang mop-er trenge gjennom moderne bunkere», advarte dr. Gregory Vartanov, en militærekspert.

Gjennombrudd i defensive materialer "forsvarer" angrep

I en rapportert hendelse på slutten av 2000-tallet eksploderte ikke en bunkerbombe som ble sluppet over et underjordisk anlegg i Iran, men satt i stedet fast i betongen. Den stoppet brått, som om den traff et usynlig skjold.

Årsaken ligger i UHPC (forkortelse for Ultra-High Performance Concrete ), eller «ultra-høypresterende betong». Dette er et gjennombrudd innen byggeteknologi, spesielt innen beskyttelse av underjordiske konstruksjoner mot eksplosjoner og inntrengende krefter.

Et eksempel på ultrahøypresterende stålfiberarmert betong (Foto: Wikimedia Commons).

Ifølge eksperter har tradisjonell betong en trykkfasthet på omtrent 5000 psi, mens UHPC kan overstige 40 000 psi takket være den ultrafine kornstrukturen og armeringssystemet med stål- eller polymermikrofibre.

Det spesielle er at UHPC ikke bare er sterkere, men også mer fleksibelt enn vanlig betong. Mikrofibrene fungerer som et nettverk mot sprekkdannelser, og hindrer at sprekker vokser til større sprekker som svekker strukturen.

I stedet for å knuses under sterke støt, skaper UHPC små, kontrollerte sprekker som absorberer og sprer støtenergi, ifølge dr. Stephanie Barnett fra University of Portsmouth.

Dette betyr at selv om bomben har nok kraft til å trenge gjennom betongen, er ikke den gjenværende energien etter nedslaget nok til å ødelegge strukturen inni. Og hvis bombehylsen blir skadet før detonatoren aktiveres, kan den settes helt ut av spill.

I tester viste UHPC seg overraskende effektiv til å få penetrasjonsstridshoder til å rikosjettere eller ikke detonere, og gjøre dem om til "ubrukelige jernbiter".

Ikke der stoppet det, men en ny generasjon materialer ble også født med samme mål, kalt FGCC ( funksjonelt graderte sementbaserte kompositter ). Dette er en type funksjonelt gradert betong, der hvert lag har sin egen oppgave, fra initial slagfasthet til energiabsorpsjon og strukturell stabilitet.

Beskriver virkningen av kraft på et materiale.

En typisk FGCC-struktur har et ytre lag laget av UHPC med superharde egenskaper for å ødelegge stridshodet, et tykt og svært elastisk mellomlag for å spre kinetisk energi, og et indre lag forsterket med stålfibre for å forhindre at flygende fragmenter kommer inn i det beskyttede området.

Forskning publisert i Chinese Journal of Cement Materials i 2021 viser at FGCC er i stand til å redusere penetrasjonsdybden med opptil 70 % og begrense det skadede området betydelig sammenlignet med ettlags UHPC.

Denne lagdelte designen var faktisk inspirert av biologiske skall som finnes i naturen, som skilpaddeskall, muslingskjell ... Det felles kjennetegnet for de beskyttende lagene er at de har ulik grad av hardhet og mykhet, og dermed kombineres for å avvise ytre angrep.

Dr. Phil Purnell, en betongekspert ved University of Leeds, sa at lagdelingsteknikken ikke bare absorberer støtenergi bedre, men også reduserer spredningen av sprekker betydelig, noe som er nøkkelen til å opprettholde konstruksjonens integritet.

Materialvitenskap : Den "stille arenaen" i det 21. århundre

I moderne historie har forsvarsmateriell gjentatte ganger blitt utfordret av militærteknologi. Under Gulfkrigen i 1991 ble Iraks underjordiske kommandobunkere ansett som ugjennomtrengelige på grunn av de tykke lagene med armert betong.

Da bomber på 2000 pund viste seg å være ineffektive, ble USA tvunget til å bygge en ny bombe på bare seks uker, ved å bruke et gammelt pistolløp som hylse og med hell penetrere mer enn 6 meter betong i felttester.

Med fremveksten av UHPC og FGCC har imidlertid tidevannet snudd. Det som en gang var toppen av penetrasjon, kan nå gjøres ineffektivt uten større forbedringer i våpen eller taktikk.

Bunkere ved viktige anlegg blir mer robuste og utfordrer konvensjonelle panserbrytende bomber (Foto: Popular Mechanics).

Ettersom størrelsen og vekten på bomber har nådd den maksimale terskelen som fly kan bære, mener mange eksperter at underjordisk krigføring ikke lenger vil være en historie om gigantiske bomber.

I stedet vil taktikker rettet mot svake punkter som dører, kommunikasjonssystemer, ventilasjon ... bli den nye prioriteten. Militæret ser også på hypersoniske våpen med hastigheter over Mach 5, som bærer ikke-eksplosive wolframpenetratorer, med mål om å penetrere flere lag med materiale som en "panserbrytende kule".

Dr. Justin Bronk fra RUSI Institute (Storbritannia) kommenterte at det i mange tilfeller er nok å bare kutte kommunikasjonen eller deaktivere en bunkers operative kapasitet for å oppnå strategiske mål, selv om den fysiske strukturen forblir intakt.

Kappløpet mellom våpenteknologi og forsvarsmaterialer handler åpenbart ikke bare om ødeleggelse og beskyttelse, men også et symbol på moderne vitenskapelig fremgang.

Der er slaglinjene ikke bare på bakken eller i luften, men også i materialforskningslaboratorier, hvor hvert korn av sement eller stålfiber kan bidra til å avgjøre utfallet av fremtidige kriger.

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