GBU-72؛ بمب سنگرشکن جدید ایالات متحده برای نفوذ به بتن های تقویت شده UHPC

بدون شک شما نیز نام بمب های سنگرشکن را شنیده اید، بمب هایی که اخیراً اسراییل خواستار دریافت آخرین نسخه آن ها از ایالات متحده شده است، بمب هایی بسیار قوی که برای عبور از دیوارهای بتونی بسیار مستحکم که در پناهگاه ها و پایگاه های زیرزمینی استفاده می شود به کار برده می شوند. نیروی هوایی ایالات متحده اولین بمب سنگرشکن (bunker buster) را در سال ۱۹۸۵ معرفی کرد. بمب های معمول که برای اهداف کلی به کار گرفته می شوند دارای یک بدنه ساخته شده از فولاد نازک مملو از مواد منفجره هستند اما بمب های سنگرشکن ساختار بسیار نازک تری دارند با بدنه ای ضخیم تر و مواد منفجره کمتر. این طراحی طوری است که تمام وزن را روی منطقه ای کوچکتر متمرکز می کند و آن را به یک یخ شکن تبدیل می کند تا یک پتک، به همین خاطر بمب سنگرشکن می تواند از بتن یا نقب هایی که در زمین وجود دارد عبور کرده تا به اهدافی برسد که در عمق زمین پنهان شده اند.

در حالی که امروزه نیز از همان بمب های معمولی استفاده می شود که در دهه ۹۰ به کار می رفت اما بمب های سنگرشکن چندین روزآمدسازی را تجربه کرده و دارای نسل های مختلف هستند. در اوایل دهه ۲۰۰۰، نیروی هوایی ایالات متحده یک نوع ویژه فولادی از این نوع بمب را با نام Eglin Steel در همکاری با کمپانی Ellwood National Forge تولید کرد. Eglin Steel یک فولاد با کربن و نیکل کم و رگه هایی از تنگستن، کرومیوم، منگنز، سیلیکون و دیگر عناصر است که هر کدام به نحوی در تاثیرگذاری کلی بمب تاثیرگذار هستند. فولاد اگلین استاندارد طلایی برای مهمات سنگرشکن است، اگر چه در سال های اخیر یک فولاد جدید به نام USAF-96 معرفی شده که عملکرد مشابهی دارد اما تولید و کار با آن ساده تر است. محققان حوزه بمب های سنگرشکن به دو کیفیت سختی و استحکام تمرکز دارند و این تعادل بین آن هاست که باعث راه افتادن نبرد بین بمب و زره شده است.

برای مثال، وقتی یک گلوله سربی با محافظ ضد گلوله کولار برخورد می کند، گلوله مچاله شده، شکلش تغییر کرده و انرژی اش را از دست می دهد زیرا سختی ندارد. اما گذاشتن یک پوشش سخت فولادی روی گلوله، جلیقه ضد گلوله کولار را بی دفاع می کند. دفاع جلیقه این است که زره را سخت تر کند و این کار با اضافه کردن صفحات سرامیکی بسیار سخت ساخته شده از کارباید بورون صورت می گیرد. این صفحات چنان سخت و مستحکم هستند که گلوله های دارای پوشش فولادی در لحظه برخورد با آن ها می شکنند. بدین ترتیب نوبت به گلول های ویژه نفوذ در زره می رسد که نوک آن ها از تنگستن سخت ساخته شده است. وقتی این گلوله با صفحه سرامیکی برخورد می کند، صفحه سرامیکی در فرآیندی موسوم به شکست شکنندگی ترک برداشته و خرد می شود. رقابت تسلیحاتی در حوزه بمب های سنگرشکن نیز مشابه است، در حالی که حمله کننده از فولاد به عنوان عامل موثر خود استفاده می کند، سیستم دفاعی مبتنی بر بتن است که یک نقطه ضعف ذاتی دارد و آن شکنندگی بتن است.

اگر چه بسیاری از بتن های امروزی از آلومینیوم قوی تر و مستحکم تر هستند، شکنندگی آن پاشنه آشیل آن بوده و با ترک برداشتن بی دفاع می شود. چنین چیزی اما با معرفی نوع جدیدی از بتن به نام UHPC تغییر کرده است. در گذشته، قدرت تولیدی ۵,۰۰۰ پوند بر اینچ مربع برای بتن کافی بود تا در زمره بتن های بسیار مسحکم دسته بندی شود و بهترین نوع می توانست قدرت تا ۱۰,۰۰۰ پوند بر اینچ مربع را نیز تولید کند. اما UHPC جدید می توان تا فشار ۴۰,۰۰۰ پوند بر اینچ و فراتر از آن را نیز تاب بیاورد. با اضافه کردن فولاد و دیگر انواع فیبرها و تبدیل کردن بتن به یک ترکیب کامپوزیت، قدرت بتن بیشتر نیز می شود. این فیبرها یا الیاف ها باعث می شوند که بتن مستحکم مانده و از ترک افتادن در آن جلوگیری شود که نقطه ضعف شکنندگی را از بین می برد. بدین ترتیب در هنگام برخورد، به جای ترک های بزرگ، ترک های بسیار ریزی ایجاد می شود اما در تعداد بیشتر. انرژی شکافی یا ترکی به مقدار انرژی لازم برای باز کردن یک ماده اطلاق می شود. در هنگام ترک برداشتن، بتن انرژی جنبشی وارد شده توسط پرتابه را جذب می کند، آن را متوقف کرده و از نفوذ بیشتر باز می دارد.

در ژانویه ۱۹۹۱، وقتی ایالات متحده رهبری عملیات بین المللی در کویت را بر عهده داشت، نیروهای امنیتی این کشور متوجه موضوع هشدار دهنده شدند. عراقی ها یک سری پناهگاه های فرماندهی جدید در عمق زمین در اطراف بغداد ساخته بودند که توسط بتن های به ضخامت چندین فوت محافظت می شد و بمب های سنگرشکن ۲,۰۰۰ پوندی آن زمان نیروی هوایی توان نفوذ در آن ها را نداشت. بدین ترتیب به صورت فوری برنامه ای برای ساخت یک بمب سنگرشکن جدید ۵,۰۰۰ پوندی آغاز شد. در ۱۸ ژانویه همان سال بود که نیروی هوایی خواستار ارائه ایده های جدید در این زمینه شد و تحقیقات در آزمایشگاه تحقیقاتی نیروی هوایی در پایگاه هوایی اگلین در فلوریدا آغاز گردید. وقت کافی برای ساخت محفظه بمبی از پایه نبود به همین خاطر از لوله هوویترزهای اضافی ۸ اینچی به عنوان پایه ای برای ساخت بدنه این بمب های جدید استفاده شد که از مواد منفجره پر می شد در حالی که تنها یک دماغه جدید به آن ها اضافه شده بود.

کمتر از یک ماه بعد اولین نمونه ها تحول نیروی هوایی شد و در تست ها توانست در یک صفحه بتنی بیش از ۲۰ فوتی (بیش از ۶ متر) نفوذ کند. دو بمب عملیاتی در ۲۷ فوریه به منطقه عملیاتی منتقل شده و توسط یک جنگنده F-111F به کار گرفته شد. شش ثانیه پس از برخورد با یکی از پناهگاه های بتونی جدید عراق، دود از ورودی آن بیرون آمد که نشان می داد بمب سنگرشکن از دیوار بتونی عبور کرده و پناهگاه را نابود کرده است. در سال ۲۰۱۲، نیروی هوایی پروژه ای را برای ارزیابی چالش پناهگاه های ساخته شده با بتن UHPC راه اندازی کرد. نیروی هوایی ایالات متحده در نهایت نسخه خاص خود از این بتن را ساخت که بتن با قدرت بالای اگلین نامیده شده و در تست های بمب های سنگرشکن به کار گرفته می شد. در حالی که نتایج تحقیقات نیروی هوایی کاملاً محرمانه هستند اما یک مطالعه منبع باز چینی بتن پراستقامت معمولی را با بتن UHPC تقویت شده با الیاف مقایسه کرده است.

نتایج نشان می داد که در صورت برخورد بمب های سنگرشکن با یان بتن تنها شاهد ترک های کوچکی خواهیم بود. بدین ترتیب نیروی هوایی ایالات متحده از این بیم داشت که بمب های سنگرشکن ۵,۰۰۰ پوندی هم نتواند از بتن هایی با این قابلیت عبور کند و در سال ۲۰۱۱ بود که یک بمب بزرگ جدید ۳۰,۰۰۰ پوندی با نام Massive Ordnance Penetrator (MOP) معرفی شد. این بمب حتی از بمب ۲۱,۰۰۰ پوندی Massive Ordnance Air Blast  (مادر همه بمب ها یا MOAB) نیز بزرگ تر و سنگین تر بود تا بتواند عمیق ترین و سرسخت ترین پناهگاه ها را با قدرت جنبشی بالای خود نابود کند. این بمب چنان سنگین است که تنها یک بمب افکن استراتژیک B-2 Spirit می تواند آن را حمل کند و به همین دلیل همچنان به بمب های کوچکتر ۲,۰۰۰ و ۵,۰۰۰ پوندی برای از بین بردن اهداف کوچکتر نیاز وجود داشت.

روزآمدسازی MOP بارها و بارها تکرار شد تا اینکه در سال ۲۰۱۸ چهارمین روزآمدسازی صورت گرفت. اما مشکل این استکه حتی بزرگ ترین بمب ها که از سخت ترین ترکیبات موجود ساخته شده اند نیز شاید نتوانند به هدفشان برسند زیرا بتن های تقویت شده با قدرت بالای UHPC در مقابل بمب هایی که از فولادهای موجود ساخته شده اند مقاوم هستند. اینجاست که پای سلاح های جدیدی به میان می آید: سلاح های مافوق صوت. مافوق صوت ها موشک هایی هستند که با سرعتی بیش از ۵ ماخ در اتمسفر پرواز می کنند. با تجهیز شدن به دماغه هایی از تنگستن، این موشک ها می توانند مانند گلوله ای که از زره ضدگلوله عبور می کند، از بتن عبور کنند. بدون هیچ کلاهک انفجاری، چنین سلاح هایی می توانند تنها با انرژی جنبشی قابل توجهی که در نتیجه پرتاب از فضا ایجاد شده، کارشان را انجام دهند.

با این وجود جنگ بین بتن تقویت شده و سلاح های سنگرشکن همچنان ادامه دارد. اسراییل اخیراً خواستار دریافت جدیدترین بمب سنگرشکن ایالات متحده با نام GBU-72 “Advanced 5K Penetrator شده که هنوز وارد سرویس نشده و اولین بار در ماه اکتبر گذشته تست شده است. همانند بمب سنگرشکن ۵,۰۰۰ پوندی GBU-28 که قدرت نفوذ آن چهار برابر بمب سنگرشکن ۲,۰۰۰ پوندی GBU-31v3 است (دو بمبی که پیش تر توسط ایالات متحده در اختیار اسراییل قرار گرفته اند)، نمونه جدید کارکردی مشابه اما با قدرت بالاتری دارد. این در حالی است که ایران یکی از کشورهای پیشرو در زمینه ساخت و استفاده از تکنولوژی بتن UHPC است.

بمب سنگرشکن GBU-28 یک بمب با قابلیت هدایت لیزری است که از یک کلاهک انفجاری ۴۴۰۰ پوندی برخوردار است که وزن بدنه آن ۴۶۳۷ پوند بوده و حاوی ۶۳۰ پوند مواد منفجره است. قطر این بمب ۱۴.۵ اینچ و طول آن ۱۹ فوت است.

بمب سنگرشکن GBU-72 Advanced 5K Penetrator بمبی است که برای هدف قرار دادن اهداف مخفی شده در عمق زمین و پناهگاه های بتنی طراحی شده و قابلیت حمل با بمب افکن ها و جنگنده ها را دارد. GBU-72 با استفاده از مدل سازی پیشرفته و تکنیک های شبیه سازی ساخته شده که آن را بسیار مرگبارتر از GBU-28 می سازد و هنوز تست ها روی آن ادامه دارد.