Глубоко под землей, где подземные сооружения спроектированы так, 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 военных нападений, разработка проникающих бомб стала важной частью стратегий обороны и сдерживания.
Однако современные технологии производства бетона создают беспрецедентную проблему: насколько мощным является оружие, способное пробить эту современную защитную оболочку?
Бомба-уничтожитель бункеров: «Стальное зубило» 21-го века
Бомба-уничтожитель бункеров — общее название оружия, специально разработанного для проникновения сквозь толстые слои скальной породы 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 вооружений 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).
MOP разработана для проникновения в десятки метров скалы и бетона перед детонацией. Корпус бомбы изготовлен из специального стального сплава (Eglin Steel или USAF-96), который помогает сохранять ее структуру при высокоскоростных ударах, в то время как ядро содержит около 2400 кг взрывчатого вещества высокой мощности, такого как AFX-757.
Используя высокоточную навигационную систему GPS/INS и интеллектуальный взрыватель глубинного подрыва, MOP способен наносить точечные удары по хорошо защищенным подземным объектам, таким как ядерные объекты или стратегические командные центры.
Благодаря способности проникать в десятки метров скалы или железобетона, MOP и другие противобункерные снаряды считаются оптимальным решением для укрепленных целей. Однако эксперты по материалам говорят, что сегодняшние цели уже не так уязвимы, как когда-то.
«Сегодня даже МОП не может пробить современные бункеры», — предупредил военный эксперт доктор Григорий Вартанов.
Прорыв в области защитных материалов «защищает» от атак
В одном из зарегистрированных инцидентов в конце 2000-х годов бомба-бункер, поразившая подземный объект в Иране, на самом деле не взорвалась, а вместо этого застряла в бетоне. Она резко остановилась, как будто наткнулась на невидимый щит.
Причина кроется в UHPC (сокращение от Ultra-High Performance Concrete ), или «сверхвысокопроизводительный бетон». 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, если прочность традиционного бетона на сжатие составляет около 5000 фунтов на квадратный дюйм, то UHPC может превышать 40 000 фунтов на квадратный дюйм благодаря своей сверхмелкозернистой структуре и системе армирования стальными или полимерными микроволокнами.
Особенность в том, что UHPC не только прочнее, но и более гибок, чем обычный бетон. Микроволокна действуют как противотрещинная сеть, предотвращая разрастание трещин в более крупные трещины, ослабляющие структуру.
По словам доктора Стефани Барнетт из Университета Портсмута, вместо того чтобы разрушаться при ударе, UHPC создает небольшие контролируемые трещины, которые поглощают и рассеивают энергию удара.
Это означает, что даже если бомба имеет достаточную силу, чтобы пробить бетон, оставшейся энергии после удара недостаточно, чтобы разрушить конструкцию внутри. А если корпус бомбы будет поврежден до того, как сработает детонатор, он может быть полностью выведен из строя.
В ходе испытаний UHPC оказался на удивление эффективным в плане приведения проникающих боеголовок в состояние отскока или отсутствия достаточной силы для детонации, превращая их в «бесполезные куски железа».
Не останавливаясь на достигнутом, было создано новое поколение материалов с той же целью, называемое FGCC ( Functionally Graded Cementitious Composites ). Это тип функционально-градиентного бетона, в котором каждый слой имеет свою собственную задачу: от начальной ударопрочности до поглощения энергии и структурной устойчивости.
Описывает действие силы на материал.
Типичная конструкция FGCC имеет внешний слой из сверхпрочного поликарбоната UHPC для разрушения боеголовки, толстый и высокоэластичный средний слой для рассеивания кинетической энергии и внутренний слой, армированный стальными волокнами для предотвращения попадания разлетающихся осколков в защищаемую зону.
Исследования, опубликованные в китайском журнале «Journal of Cement Materials» в 2021 году, показали, что FGCC способен уменьшить глубину проникновения до 70% и значительно ограничить поврежденную область по сравнению с однослойным UHPC.
Эта слоистая конструкция на самом деле была вдохновлена биологическими оболочками, существующими в природе, такими как панцири черепах, раковины моллюсков... Общей чертой 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, сказал, 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» 21-го века
Современная история видела, как оборонительные материалы неоднократно подвергались сомнению со стороны военных технологий. 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 создать новую бомбу всего за шесть недель, используя старый ствол пушки в качестве оболочки 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 серьезных улучшений в оружии или тактике.
Бункеры на ключевых объектах становятся все более прочными, выдерживая удары обычных бомб (Фото: Popular Mechanics).
Поскольку размер и вес бомб приближаются к максимально допустимому для самолетов, многие эксперты полагают, что подземные боевые действия больше не будут связаны с использованием гигантских бомб.
Вместо этого новым приоритетом станет тактика, нацеленная на слабые места, такие как двери, системы связи, вентиляция и т. д. Военные также рассматривают гиперзвуковое оружие, которое может двигаться со скоростью, превышающей 5 Махов, неся невзрывные вольфрамовые пенетраторы, с целью пробивать несколько слоев материала подобно «бронебойной пуле».
Доктор Джастин Бронк из Института RUSI (Великобритания) отметил, что во многих случаях простого отключения коммуникаций 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 оборонными 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 решение 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
Комментарий (0)