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 محرم آموزش آشپزی و مطالب جالب جدید...