Betong kontra ammunition: Ett svårt problem i modern krigföring

(Dan Tri) – Kapplöpningen mellan vapenteknologi och försvarsmaterial stannar inte bara vid attacker och skydd, utan är också en symbol för moderna vetenskapliga framsteg.

Djupt under jorden, där underjordiska strukturer är konstruerade för att motstå bombattacker, pågår en tyst men hård konfrontation mellan två till synes orelaterade områden: byggmaterialteknik och ballistisk ingenjörskonst.

I takt med att nationer förvärvar strategisk underjordisk infrastruktur i syfte att skydda den från militära attacker, har utvecklingen av penetrerande bomber blivit en viktig del av försvars- och avskräckningsstrategier.

Modern betongteknik ställer dock ett exempellöst problem: hur kraftfullt ett vapen är tillräckligt för att penetrera detta toppmoderna skyddande skal?

Bunkerbomben: 2000-talets "stålmästjärn"

Bunkerbusterbomb är det allmänna namnet på ett vapen som är speciellt utformat för att penetrera tjocka lager av sten och betong för att attackera strukturer gömda djupt under jorden.

Till skillnad från konventionella bomber har dessa bomber ett yttre skal av superhårt stål, en avsmalnande spets för att optimera anslagstrycket och en stor massa för att skapa extremt stark penetrerande kraft.

En av de typiska representanterna för denna vapenlinje är Massive Ordnance Penetrator (MOP), en bomb som väger upp till 13 600 kg och som för närvarande endast kan utplaceras från det amerikanska strategiska bombplanet B-2.

Den 21 juni använde det amerikanska flygvapnet sex B-2-bombplan för att släppa 12 bunkersprängande bomber över Fordow, Irans viktigaste kärnanrikningsanläggning (Foto: Getty).

MOP-bomber är konstruerade för att penetrera tiotals meter berg och betong innan de detonerar. Bombens hölje är tillverkat av en speciell stållegering (Eglin Steel eller USAF-96) som hjälper till att bibehålla dess struktur under höghastighetsstötar, medan kärnan innehåller cirka 2 400 kg högavkastande sprängämnen såsom AFX-757.

Med hjälp av ett mycket noggrant GPS/INS-navigationssystem och en smart säkring som kan aktiveras av djupet, kan MOP utföra precisionsattacker mot hårt skyddade underjordiska anläggningar som kärnkraftsanläggningar eller strategiska kommandocentraler.

Med förmågan att penetrera tiotals meter berg eller armerad betong anses MOP och andra bunkerbomber vara den ultimata lösningen för härdade mål. Men materialexperter säger att dagens mål inte längre är lika sårbara som de en gång var.

”Numera kan inte ens mop-pansar tränga igenom moderna bunkrar”, varnade dr Gregory Vartanov, en militärexpert.

Genombrott inom defensivt material "försvarar" attacker

I en rapporterad incident i slutet av 2000-talet misslyckades en bunkerbomb som släpptes över en underjordisk anläggning i Iran med att explodera, utan fastnade istället i betongen. Den stannade plötsligt, som om den träffade en osynlig sköld.

Anledningen ligger i UHPC (förkortning för Ultra-High Performance Concrete ), eller "ultrahögpresterande betong". Detta är ett genombrott inom byggteknik, särskilt inom området för att skydda underjordiska strukturer från explosioner och penetrerande krafter.

Ett prov av ultrahögpresterande stålfiberarmerad betong (Foto: Wikimedia Commons).

Enligt experter har traditionell betong en tryckhållfasthet på cirka 5 000 psi, medan UHPC kan överstiga 40 000 psi tack vare sin ultrafina kornstruktur och armeringssystem med stål- eller polymermikrofibrer.

Det speciella är att UHPC inte bara är starkare utan också mer flexibelt än vanlig betong. Mikrofibrerna fungerar som ett nätverk mot sprickbildning, vilket förhindrar att sprickor växer till större sprickor som försvagar strukturen.

Istället för att splittras under kraftiga stötar skapar UHPC små, kontrollerade sprickor som absorberar och sprider stötenergi, enligt Dr. Stephanie Barnett från University of Portsmouth.

Det betyder att även om bomben har tillräckligt med kraft för att penetrera betongen, räcker inte den återstående energin efter nedslaget för att förstöra strukturen inuti. Och om bombhöljet skadas innan detonatorn aktiveras kan den helt oskadliggöras.

I tester visade sig UHPC förvånansvärt effektivt få penetrationsstridsspetsar att rikoschettera eller misslyckas med att detonera, vilket förvandlade dem till "värdelösa järnbitar".

Utöver det föddes även en ny generation material med samma mål, kallade FGCC ( Funktionellt graderade cementbaserade kompositer ). Detta är en typ av funktionellt graderad betong, där varje lager har sin egen uppgift, från initial slagtålighet till energiabsorption och strukturell stabilitet.

Beskriver kraftens inverkan på ett material.

En typisk FGCC-struktur har ett yttre lager tillverkat av UHPC med superhårda egenskaper för att förstöra stridsspetsen, ett tjockt och mycket elastiskt mellanlager för att avleda kinetisk energi och ett inre lager förstärkt med stålfibrer för att förhindra att flygande fragment kommer in i det skyddade området.

Forskning publicerad i Chinese Journal of Cement Materials år 2021 visar att FGCC kan minska penetrationsdjupet med upp till 70 % och kraftigt begränsa det skadade området jämfört med enskikts UHPC.

Denna lager-på-lager-design inspirerades faktiskt av biologiska skal som finns i naturen, såsom sköldpaddsskal, musslor... Det gemensamma för de skyddande lagren är att de har olika grader av hårdhet och mjukhet, och därmed kombineras för att avvisa yttre angrepp.

Dr Phil Purnell, betongexpert vid University of Leeds, sa att skiktningstekniken inte bara absorberar stötenergi bättre utan också avsevärt saktar ner sprickbildningen, vilket är nyckeln till att bibehålla konstruktionens integritet.

Materialvetenskap : 2000-talets "tysta arena"

I modern historia har försvarsmaterial upprepade gånger utmanats av militär teknologi. Under Gulfkriget 1991 ansågs Iraks underjordiska kommandobunkrar vara ointagliga på grund av sina tjocka lager av armerad betong.

När 2 000-pundsbomber visade sig vara ineffektiva tvingades USA bygga en ny bomb på bara sex veckor, med hjälp av en gammal gevärspipa som hölje och framgångsrikt penetrera mer än 6 meter betong i fälttester.

Men med tillkomsten av UHPC och FGCC har tidvattnet vänt. Det som en gång var toppen av penetration kan nu göras ineffektivt utan större förbättringar av vapen eller taktik.

Bunkrar vid viktiga anläggningar blir alltmer motståndskraftiga och utmanar konventionella pansarbrytande bomber (Foto: Popular Mechanics).

Eftersom bombernas storlek och vikt har nått den maximala tröskeln som flygplan kan bära, tror många experter att underjordisk krigföring inte längre kommer att vara en berättelse om jättebomber.

Istället kommer taktiker som riktar sig mot svaga punkter som dörrar, kommunikationssystem, ventilation... att bli den nya prioriteringen. Militären tittar också på hypersoniska vapen med hastigheter över Mach 5, som bär icke-explosiva volframpenetratorer, med målet att penetrera flera lager av material som en "pansarbrytande kula".

Dr. Justin Bronk från RUSI Institute (Storbritannien) kommenterade att det i många fall räcker med att helt enkelt avbryta kommunikationen eller inaktivera en bunkers operativa kapacitet för att uppnå strategiska mål, även om dess fysiska struktur förblir intakt.

Kapplöpningen mellan vapenteknologi och försvarsmaterial handlar uppenbarligen inte bara om förstörelse och skydd, utan också en symbol för moderna vetenskapliga framsteg.

Där är stridslinjerna inte bara på marken eller i himlen, utan också i materialforskningslaboratorier, där varje cementkorn eller stålfiber kan bidra till att avgöra utgången av framtida krig.

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