Бетон против боеприпасов: сложная проблема современной войны

(Дэн Три) - Гонка между военными технологиями и оборонными материалами не ограничивается только нападением и защитой, но также является символом современного научного прогресса.

Глубоко под землей, где подземные сооружения проектируются с расчетом на то, чтобы выдерживать бомбовые удары, происходит тихое, но ожесточенное противостояние между двумя, казалось бы, не связанными между собой областями: технологией строительных материалов и баллистической инженерией.

Поскольку страны создают стратегическую подземную инфраструктуру с целью ее защиты от военного нападения, разработка проникающих бомб стала важнейшей частью стратегий обороны и сдерживания.

Однако современные технологии производства бетона ставят беспрецедентную проблему: насколько мощное оружие способно пробить эту современную защитную оболочку?

Бомба-бункер: «Стальное долото» XXI века

Бомба-уничтожитель бункеров — общее название оружия, специально разработанного для проникновения сквозь толстые слои камня и бетона с целью поражения сооружений, скрытых глубоко под землей.

В отличие от обычных бомб, эти бомбы имеют внешнюю оболочку из сверхтвердой стали, конический наконечник для оптимизации ударного давления и большую массу для создания чрезвычайно высокой проникающей силы.

Одним из типичных представителей этой линейки вооружения является Massive Ordnance Penetrator (MOP) — бомба весом до 13 600 кг, которую в настоящее время можно сбрасывать только с борта американского стратегического бомбардировщика B-2.

21 июня ВВС США использовали шесть бомбардировщиков B-2, чтобы сбросить 12 противобункерных бомб на Фордо, важнейший иранский объект по обогащению урана (Фото: Getty).

Боеприпасы MOP способны пробивать десятки метров скальной породы и бетона перед детонацией. Корпус бомбы изготовлен из специального стального сплава (Eglin Steel или USAF-96), который помогает сохранять её структуру при высокоскоростных ударах, а сердечник содержит около 2400 кг взрывчатого вещества высокой мощности, например, AFX-757.

Используя высокоточную навигационную систему GPS/INS и интеллектуальный взрыватель, активируемый в зависимости от глубины, MOP способен наносить точечные удары по хорошо защищенным подземным объектам, таким как ядерные объекты или стратегические командные центры.

Благодаря способности пробивать десятки метров скальной породы или железобетона, бомбы MOP и другие противобункерные бомбы считаются оптимальным решением для борьбы с укреплёнными целями. Однако эксперты по материалам утверждают, что современные цели уже не так уязвимы, как раньше.

«Сегодня даже ШВАБРЫ не могут пробить современные бункеры», — предупредил военный эксперт доктор Григорий Вартанов.

Прорыв в области защитных материалов «защищает» от атак

В одном из известных инцидентов конца 2000-х годов противобункерная бомба, сброшенная на подземный объект в Иране, не взорвалась, а застряла в бетоне. Она резко остановилась, словно натолкнувшись на невидимый щит.

Причина кроется в UHPC (сокращение от Ultra-High Performance Concrete ), или «сверхвысокопроизводительном бетоне». Это прорыв в строительных технологиях, особенно в области защиты подземных сооружений от взрывов и проникающих сил.

Образец сверхвысокопрочного сталефибробетона (Фото: Wikimedia Commons).

По оценкам экспертов, в то время как прочность традиционного бетона на сжатие составляет около 5000 фунтов на квадратный дюйм, прочность UHPC может превышать 40 000 фунтов на квадратный дюйм благодаря своей сверхмелкозернистой структуре и системе армирования стальными или полимерными микроволокнами.

Особенность UHPC в том, что он не только прочнее, но и более гибок, чем обычный бетон. Микроволокна действуют как противотрещинная сетка, предотвращая разрастание трещин в более крупные, ослабляющие конструкцию.

По словам доктора Стефани Барнетт из Портсмутского университета, вместо того чтобы разрушаться при сильных ударах, UHPC создает небольшие контролируемые трещины, которые поглощают и рассеивают энергию удара.

Это означает, что даже если бомба обладает достаточной силой, чтобы пробить бетон, оставшейся после удара энергии недостаточно, чтобы разрушить конструкцию внутри. А если корпус бомбы будет повреждён до срабатывания детонатора, её можно полностью вывести из строя.

В ходе испытаний UHPC оказался на удивление эффективным средством, вызывая рикошетирование или отказ детонации проникающих боеголовок, превращая их в «бесполезные куски железа».

Но и на этом не остановились, а создали новое поколение материалов с той же целью — FGCC ( функционально-градиентные цементные композиты ). Это тип функционально-градиентного бетона, в котором каждый слой выполняет свою задачу: от начальной ударопрочности до поглощения энергии и структурной устойчивости.

Описывает воздействие силы на материал.

Типичная конструкция FGCC имеет внешний слой из сверхтвердого поликарбоната UHPC, обеспечивающего разрушение боеголовки, толстый и высокоэластичный средний слой для рассеивания кинетической энергии и внутренний слой, армированный стальными волокнами для предотвращения попадания разлетающихся осколков в защищаемую зону.

Исследование, опубликованное в китайском журнале «Journal of Cement Materials» в 2021 году, показывает, что FGCC способен уменьшить глубину проникновения до 70% и значительно ограничить поврежденную область по сравнению с однослойным UHPC.

На самом деле эта слоистая конструкция была вдохновлена ​​биологическими оболочками, существующими в природе, такими как панцири черепах, раковины моллюсков... Общей характеристикой защитных слоев является то, что они имеют разную степень твердости и мягкости, тем самым объединяясь для отражения внешних атак.

Доктор Фил Пернелл, эксперт по бетону из Университета Лидса, отметил, что метод наслоения не только лучше поглощает энергию удара, но и значительно замедляет распространение трещин, что имеет ключевое значение для сохранения целостности конструкции.

Материаловедение : «Тихая арена» XXI века

Современная история не раз становилась свидетелем того, как военные технологии бросали вызов оборонным материалам. Во время войны в Персидском заливе 1991 года подземные командные бункеры Ирака считались неприступными из-за толстых слоев железобетона.

Когда 2000-фунтовые бомбы оказались неэффективными, США были вынуждены всего за шесть недель создать новую бомбу, используя старый ствол пушки в качестве корпуса и успешно пробивая более 6 метров бетона в ходе полевых испытаний.

Однако с появлением UHPC и FGCC ситуация изменилась. То, что когда-то было вершиной проникновения, теперь может стать неэффективным без серьёзных улучшений в вооружении или тактике.

Бункеры на ключевых объектах становятся все более устойчивыми, выдерживая удары обычных бронебойных бомб (Фото: Popular Mechanics).

Поскольку размеры и вес бомб достигли максимального порога, который может нести самолет, многие эксперты полагают, что подземная война больше не будет историей гигантских бомб.

Вместо этого приоритетной станет тактика поражения уязвимых мест, таких как двери, системы связи, вентиляция... Военные также рассматривают гиперзвуковое оружие со скоростью, превышающей 5 Махов, с невзрывными вольфрамовыми бронебойными снарядами, способными пробивать несколько слоёв материала подобно «бронебойной пуле».

Доктор Джастин Бронк из Института RUSI (Великобритания) отметил, что во многих случаях простого прекращения связи или выведения из строя эксплуатационных возможностей бункера достаточно для достижения стратегических целей, даже если его физическая структура остается нетронутой.

Очевидно, что гонка между военными технологиями и оборонительными материалами — это не только вопрос разрушения и защиты, но и символ современного научного прогресса.

Там боевые действия проходят не только на земле и в небе, но и в лабораториях по исследованию материалов, где каждая крупинка цемента или стального волокна может внести свой вклад в определение исхода будущих войн.

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