คอนกรีตกับอาวุธ: ปัญหาที่ยากลำบากในสงครามสมัยใหม่

(แดน ตรี) - การแข่งขันระหว่างเทคโนโลยีอาวุธและวัสดุป้องกันไม่ได้หยุดอยู่แค่การโจมตีและการป้องกันเท่านั้น แต่ยังเป็นสัญลักษณ์ของความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ด้วย

ใต้ดินลึกที่โครงสร้างใต้ดินได้รับการออกแบบมาให้ทนทานต่อการโจมตีด้วยระเบิด การเผชิญหน้าอย่างเงียบๆ แต่ดุเดือดกำลังเกิดขึ้นระหว่างสองสาขาที่ดูเหมือนไม่เกี่ยวข้องกัน นั่นคือ เทคโนโลยีวัสดุก่อสร้างและวิศวกรรมขีปนาวุธ

ในขณะที่ประเทศต่างๆ จัดหาโครงสร้างพื้นฐานใต้ดินเชิงยุทธศาสตร์ด้วยเป้าหมายเพื่อปกป้องจากการโจมตี ทางทหาร การพัฒนาระเบิดเจาะทะลวงจึงกลายมาเป็นส่วนสำคัญของกลยุทธ์การป้องกันและการยับยั้ง

อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีคอนกรีตสมัยใหม่กำลังก่อให้เกิดปัญหาที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน นั่นคือ อาวุธที่มีอานุภาพเพียงพอที่จะเจาะเกราะป้องกันอันล้ำสมัยนี้ได้นั้น จะต้องมีคุณสมบัติอย่างไร

ระเบิดบังเกอร์บัสเตอร์: “สิ่วเหล็ก” แห่งศตวรรษที่ 21

ระเบิดบังเกอร์บัสเตอร์เป็นชื่อทั่วไปของอาวุธที่ออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อเจาะทะลุชั้นหินและคอนกรีตหนาๆ เพื่อโจมตีโครงสร้างที่ซ่อนอยู่ใต้ดินลึก

ระเบิดชนิดนี้แตกต่างจากระเบิดแบบทั่วไป ตรงที่มีเปลือกนอกที่ทำจากเหล็กกล้าแข็งเป็นพิเศษ ปลายเรียวเพื่อปรับแรงกดในการกระแทกให้เหมาะสม และมีมวลขนาดใหญ่เพื่อสร้างแรงทะลุทะลวงที่แข็งแกร่งเป็นอย่างยิ่ง

หนึ่งในตัวแทนทั่วไปของอาวุธประเภทนี้คือ Massive Ordnance Penetrator (MOP) ซึ่งเป็นระเบิดที่มีน้ำหนักมากถึง 13,600 กิโลกรัม ซึ่งปัจจุบันสามารถติดตั้งได้จากเครื่องบินทิ้งระเบิดเชิงยุทธศาสตร์ B-2 ของสหรัฐฯ เท่านั้น

เมื่อวันที่ 21 มิถุนายน กองทัพอากาศสหรัฐฯ ได้ใช้เครื่องบินทิ้งระเบิด B-2 จำนวน 6 ลำทิ้งระเบิดทำลายล้างบังเกอร์จำนวน 12 ลูก ถล่มฟอร์โดว์ ซึ่งเป็นโรงงานเสริมสมรรถนะทางนิวเคลียร์ที่สำคัญที่สุดของอิหร่าน (ภาพถ่าย: Getty)

MOP ถูกออกแบบมาเพื่อเจาะทะลุหินและคอนกรีตหลายสิบเมตรก่อนจะระเบิด ปลอกหุ้มของระเบิดทำจากโลหะผสมเหล็กชนิดพิเศษ (Eglin Steel หรือ USAF‑96) ซึ่งช่วยรักษาโครงสร้างไว้ได้แม้ในสภาวะการชนด้วยความเร็วสูง ส่วนแกนกลางบรรจุวัตถุระเบิดแรงสูง เช่น AFX‑757 ประมาณ 2,400 กิโลกรัม

ภายใต้การนำทางด้วยระบบ GPS/INS ที่มีความแม่นยำสูง และใช้ฟิวส์อัจฉริยะที่สามารถเปิดใช้งานได้ตามความลึก MOP จึงมีความสามารถในการโจมตีที่แม่นยำบนสิ่งอำนวยความสะดวกใต้ดินที่ได้รับการปกป้องอย่างแน่นหนา เช่น โรงงานนิวเคลียร์หรือศูนย์บัญชาการเชิงยุทธศาสตร์

ด้วยความสามารถในการเจาะทะลุหินหรือคอนกรีตเสริมเหล็กได้ลึกหลายสิบเมตร ระเบิด MOP และระเบิดทำลายบังเกอร์อื่นๆ จึงถือเป็นทางออกที่ดีที่สุดสำหรับเป้าหมายที่แข็งตัวแล้ว แต่ผู้เชี่ยวชาญด้านวัสดุกล่าวว่าเป้าหมายในปัจจุบันไม่ได้เปราะบางเหมือนแต่ก่อนอีกต่อไป

“ทุกวันนี้ แม้แต่ MOP ก็ไม่สามารถเจาะเข้าไปในบังเกอร์สมัยใหม่ได้” ดร. เกรกอรี วาร์ตันอฟ ผู้เชี่ยวชาญด้านการทหารเตือน

ความก้าวหน้าในวัสดุป้องกัน “ป้องกัน” การโจมตี

ในรายงานเหตุการณ์หนึ่งในช่วงปลายทศวรรษ 2000 ระเบิดบังเกอร์-บัสเตอร์ที่ถูกทิ้งลงบนอาคารใต้ดินแห่งหนึ่งในอิหร่าน แต่กลับไม่ระเบิด แต่กลับฝังอยู่ในคอนกรีตแทน ระเบิดหยุดกะทันหันราวกับโดนโล่ห์ที่มองไม่เห็น

เหตุผลอยู่ที่ UHPC (ย่อมาจาก Ultra-High Performance Concrete ) หรือ "คอนกรีตสมรรถนะสูงพิเศษ" นับเป็นความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีการก่อสร้าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านการป้องกันโครงสร้างใต้ดินจากการระเบิดและแรงทะลุทะลวง

ตัวอย่างคอนกรีตเสริมใยเหล็กสมรรถนะสูงพิเศษ (ภาพ: Wikimedia Commons)

ตามที่ผู้เชี่ยวชาญระบุ แม้ว่าคอนกรีตแบบดั้งเดิมจะมีความแข็งแรงอัดประมาณ 5,000 psi แต่ UHPC สามารถเกิน 40,000 psi ได้ เนื่องจากโครงสร้างเมล็ดละเอียดพิเศษและระบบเสริมแรงด้วยไมโครไฟเบอร์เหล็กหรือโพลีเมอร์

สิ่งที่พิเศษคือ UHPC ไม่เพียงแต่แข็งแรงกว่าเท่านั้น แต่ยังมีความยืดหยุ่นมากกว่าคอนกรีตทั่วไปอีกด้วย ไมโครไฟเบอร์ทำหน้าที่เป็นโครงข่ายป้องกันการแตกร้าว ป้องกันไม่ให้รอยแตกขยายใหญ่ขึ้นจนทำให้โครงสร้างอ่อนแอลง

แทนที่จะแตกสลายภายใต้แรงกระแทกที่รุนแรง UHPC จะสร้างรอยแตกร้าวเล็กๆ ที่ควบคุมได้ ซึ่งจะดูดซับและกระจายพลังงานจากแรงกระแทก ตามที่กล่าวโดย ดร. สเตฟานี บาร์เน็ตต์ จากมหาวิทยาลัยพอร์ตสมัธ

ซึ่งหมายความว่าแม้ว่าระเบิดจะมีแรงเพียงพอที่จะทะลุผ่านคอนกรีตได้ แต่พลังงานที่เหลืออยู่หลังจากการกระแทกก็ไม่เพียงพอที่จะทำลายโครงสร้างภายใน และหากปลอกระเบิดเสียหายก่อนที่ตัวจุดชนวนจะทำงาน ก็อาจใช้งานไม่ได้เลย

ในการทดสอบ UHPC พิสูจน์ให้เห็นว่ามีประสิทธิภาพอย่างน่าประหลาดใจในการทำให้หัวรบเจาะเกราะกระดอนหรือไม่ระเบิด ทำให้กลายเป็น "ชิ้นเหล็กที่ไร้ประโยชน์"

ไม่เพียงเท่านั้น ยังมีวัสดุรุ่นใหม่ที่มีวัตถุประสงค์เดียวกันถือกำเนิดขึ้น นั่นคือ FGCC ( Functionally Graded Cementitious Composites ) ซึ่งเป็นคอนกรีตประเภท Functionally Graded Cementitious Composites โดยแต่ละชั้นจะมีหน้าที่เฉพาะของตัวเอง ตั้งแต่การต้านทานแรงกระแทกเบื้องต้น การดูดซับพลังงาน และเสถียรภาพเชิงโครงสร้าง

อธิบายผลกระทบของแรงที่มีต่อวัสดุ

โครงสร้าง FGCC ทั่วไปมีชั้นนอกที่ทำจาก UHPC ซึ่งมีคุณสมบัติแข็งเป็นพิเศษเพื่อทำลายหัวรบ ชั้นกลางที่หนาและยืดหยุ่นสูงเพื่อกระจายพลังงานจลน์ และชั้นในที่เสริมด้วยเส้นใยเหล็กเพื่อป้องกันไม่ให้เศษระเบิดที่กระเด็นเข้าไปในพื้นที่ที่ได้รับการป้องกัน

งานวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร Chinese Journal of Cement Materials ในปี 2021 แสดงให้เห็นว่า FGCC สามารถลดความลึกของการเจาะได้มากถึง 70% และจำกัดพื้นที่ที่เสียหายได้อย่างรุนแรงเมื่อเทียบกับ UHPC ชั้นเดียว

การออกแบบแบบเลเยอร์นี้ได้รับแรงบันดาลใจมาจากเปลือกหอยที่พบได้ในธรรมชาติ เช่น กระดองเต่า เปลือกหอยสองฝา... ลักษณะทั่วไปของชั้นป้องกันก็คือจะมีความแข็งและความนุ่มต่างกัน เมื่อรวมกันจึงสามารถป้องกันการโจมตีจากภายนอกได้

ดร. ฟิล เพอร์เนลล์ ผู้เชี่ยวชาญด้านคอนกรีตจากมหาวิทยาลัยลีดส์ กล่าวว่า เทคนิคการแบ่งชั้นไม่เพียงแต่ช่วยดูดซับพลังงานจากแรงกระแทกได้ดีขึ้นเท่านั้น แต่ยังช่วยชะลอการแพร่กระจายของรอยแตกร้าวได้อย่างมาก ซึ่งถือเป็นปัจจัยสำคัญในการรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้าง

วัสดุ ศาสตร์ : “เวทีเงียบ” แห่งศตวรรษที่ 21

ประวัติศาสตร์สมัยใหม่ได้เห็นว่าวัสดุป้องกันประเทศถูกท้าทายด้วยเทคโนโลยีทางการทหารซ้ำแล้วซ้ำเล่า ในช่วงสงครามอ่าวเปอร์เซียปี 1991 บังเกอร์บัญชาการใต้ดินของอิรักถูกมองว่าแข็งแกร่ง เนื่องจากมีชั้นคอนกรีตเสริมเหล็กหนา

เมื่อระเบิดขนาด 2,000 ปอนด์พิสูจน์แล้วว่าไม่มีประสิทธิภาพ สหรัฐฯ จึงถูกบังคับให้สร้างระเบิดชนิดใหม่ในเวลาเพียง 6 สัปดาห์ โดยใช้ลำกล้องปืนเก่าเป็นปลอก และสามารถเจาะคอนกรีตได้ลึกกว่า 6 เมตรในการทดสอบภาคสนาม

อย่างไรก็ตาม ด้วยการถือกำเนิดของ UHPC และ FGCC กระแสก็ได้พลิกผัน สิ่งที่เคยเป็นจุดสูงสุดของการรุกล้ำ ตอนนี้อาจกลายเป็นสิ่งที่ไร้ประสิทธิภาพหากไม่มีการปรับปรุงอาวุธหรือยุทธวิธีครั้งใหญ่

บังเกอร์ในสถานที่สำคัญต่างๆ มีความยืดหยุ่นมากขึ้น ท้าทายระเบิดเจาะเกราะแบบธรรมดา (ภาพ: Popular Mechanics)

เมื่อขนาดและน้ำหนักของระเบิดได้ถึงขีดจำกัดสูงสุดที่เครื่องบินสามารถบรรทุกได้ ผู้เชี่ยวชาญหลายคนเชื่อว่าสงครามใต้ดินจะไม่ใช่แค่เรื่องของระเบิดขนาดยักษ์อีกต่อไป

กลยุทธ์ที่มุ่งเป้าไปที่จุดอ่อน เช่น ประตู ระบบสื่อสาร ระบบระบายอากาศ... จะกลายเป็นสิ่งที่ต้องให้ความสำคัญเป็นลำดับแรก กองทัพยังกำลังพิจารณาอาวุธความเร็วเหนือเสียงที่มีความเร็วเกินมัค 5 ซึ่งบรรจุกระสุนเจาะเกราะทังสเตนที่ไม่ระเบิดได้ โดยมีเป้าหมายเพื่อเจาะทะลุวัสดุหลายชั้นเหมือน "กระสุนเจาะเกราะ"

ดร. จัสติน บรอนก์ จากสถาบัน RUSI (สหราชอาณาจักร) ให้ความเห็นว่าในหลายกรณี เพียงแค่ตัดการสื่อสารหรือปิดการใช้งานความสามารถในการปฏิบัติการของบังเกอร์ก็เพียงพอที่จะบรรลุเป้าหมายเชิงกลยุทธ์แล้ว แม้ว่าโครงสร้างทางกายภาพของมันจะยังคงอยู่เหมือนเดิมก็ตาม

เห็นได้ชัดว่าการแข่งขันระหว่างเทคโนโลยีอาวุธและวัสดุป้องกันไม่เพียงแต่เป็นเรื่องของการทำลายล้างและการป้องกันเท่านั้น แต่ยังเป็นสัญลักษณ์ของความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ด้วย

ที่นั่น แนวรบไม่เพียงแต่อยู่บนพื้นดินหรือบนท้องฟ้าเท่านั้น แต่ยังอยู่ในห้องปฏิบัติการวิจัยวัสดุด้วย ซึ่งเม็ดซีเมนต์หรือเส้นใยเหล็กทุกเม็ดสามารถมีส่วนช่วยในการตัดสินผลลัพธ์ของสงครามในอนาคตได้

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