• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Andra
    Hur Bunker Busters fungerar
    GBU-28 Bunker Buster Foto med tillstånd av Air Force

    Det finns tusentals militära anläggningar runt om i världen som trotsar konventionella attacker. Grottor i Afghanistan går ner i bergssluttningar, och enorma betongbunkrar ligger begravda djupt i sanden i Irak. Dessa härdade anläggningar rymmer ledningscentraler, ammunitionsdepåer och forskningslaboratorier som antingen är av strategisk betydelse eller avgörande för att föra krig. Eftersom de är under jord, de är svåra att hitta och extremt svåra att slå.

    Den amerikanska militären har utvecklat flera olika vapen för att attackera dessa underjordiska fästningar. Känd som bunkerbusters , dessa bomber tränger djupt ner i jorden eller rakt igenom ett dussin fot armerad betong innan de exploderar. Dessa bomber har gjort det möjligt att nå och förstöra anläggningar som annars hade varit omöjliga att attackera.

    I den här artikeln, du lär dig om flera olika typer av bunkerbuster så att du förstår hur de fungerar och vart tekniken är på väg.

    Konventionella bunkerbusters

    Under Gulfkriget 1991, allierade styrkor kände till flera underjordiska militära bunkrar i Irak som var så väl förstärkta och så djupt begravda att de var utom räckhåll för befintlig ammunition. Det amerikanska flygvapnet startade en intensiv forsknings- och utvecklingsprocess för att skapa en ny bunkerbustande bomb för att nå och förstöra dessa bunkrar. På bara några veckor, en prototyp skapades. Denna nya bomb hade följande funktioner:

    • Dess hölje består av en cirka 16 fot (5 meter) sektion av artilleritunna som är 37,5 cm i diameter. Artilleritunnor är gjorda av extremt starkt härdat stål så att de tål de upprepade sprängningarna av artilleriskal när de avfyras.
    • Inuti detta stålhölje är det nästan 295 kg tritonal explosiv. Tritonal är en blandning av TNT (80 procent) och aluminiumpulver (20 procent). Aluminiumet förbättrar brisance av TNT - hastigheten med vilken sprängämnet utvecklar sitt maximala tryck. Tillsatsen av aluminium gör tritonal cirka 18 procent mer kraftfull än TNT ensam.
    • Fäst på fatets framsida är en laserstyrningsenhet. Antingen lyser en spotter på marken eller i bombplanen målet med en laser, och bomben hemma på den upplysta platsen. Vägledningsenheten styr bomben med fenor som ingår i sammansättningen.
    • Fäst vid tunnens ände är stationära fenor som ger stabilitet under flygning.

    Den färdiga bomben, känd som GBU-28 eller den BLU-113 , är 5,8 meter lång, 36,8 cm i diameter och väger 4, 400 pund (1, 996 kg).

    Innehåll
    1. Busting a Bunker
    2. Gör en bättre bunkerbuster
    3. Taktiska kärnvapen

    Busting a Bunker

    Från beskrivningen i föregående avsnitt, du kan se att konceptet bakom bunkerbustande bomber som GBU-28 inte är annat än grundläggande fysik. Du har ett extremt starkt rör som är väldigt smal för sin vikt och extremt tung .

    Bomben tappas från ett flygplan så att detta rör utvecklar stor hastighet, och därför rörelseenergi, som det faller.

    En F-117 Nighthawk engagerar sitt mål och tappar en bunkerbuster under ett testuppdrag vid Hill Air Force Base, Utah. Bilder med tillstånd av USA:s försvarsdepartement

    När bomben träffar jorden, det är som ett massivt spikskott från en spikpistol. I tester, GBU-28 har trängt igenom 30 fot jord eller 6 fot betong.

    I ett typiskt uppdrag, intelligenskällor eller flyg-/satellitbilder avslöjar platsen för bunkern. En GBU-28 laddas i en B2 Stealth-bombplan, ett F-111 eller liknande flygplan.

    En F-15E Strike Eagle-pilot och en vapensystemansvarig inspekterar en GBU-28 laserstyrd bomb. Foto med tillstånd av USA:s försvarsdepartement

    Bombplanet flyger nära målet, målet lyser och bomben tappas.

    Luft-till-luft-vy av GBU-28 hård målbomb på en F-15E Eagle Foto med tillstånd av USA:s försvarsdepartement

    GBU-28 har tidigare utrustats med en fördröj bränsle (FMU-143) så att det exploderar efter penetration snarare än vid stöt. Det har också gjorts en hel del forskning om smarta fuzes som, med hjälp av en mikroprocessor och en accelerometer, kan faktiskt upptäcka vad som händer under penetration och explodera vid exakt rätt tidpunkt. Dessa säkringar är kända som hårda mål smarta fuzes (HTSF). Se GlobalSecurity.org:HTSF för mer information.

    GBU-27/GBU-24 (aka BLU-109) är nästan identisk med GBU-28, förutom att den bara väger 2, 000 pund (900 kg). Det är billigare att tillverka, och en bombplan kan bära fler av dem på varje uppdrag.

    Gör en bättre bunkerbuster

    För att göra bunkerbusters som kan gå ännu djupare, designers har tre val:

    • De kan göra vapnet tyngre . Mer vikt ger bomben mer rörelseenergi när den träffar målet.
    • De kan göra vapnet mindre i diameter . Det mindre tvärsnittsområdet innebär att bomben måste flytta mindre material (jord eller betong) "ur vägen" när den tränger in.
    • De kan göra bomben snabbare för att öka sin rörelseenergi. Det enda praktiska sättet att göra detta är att lägga till någon form av stor raketmotor som avfyras precis innan den träffas.

    Ett sätt att göra en bunkerbuster tyngre samtidigt som man behåller ett smalt tvärsnitt är att använda en metall som är tyngre än stål. Bly är tyngre, men det är så mjukt att det är värdelöst i en penetrator - bly skulle deformeras eller sönderfalla när bomben träffar målet.

    Ett material som är både extremt starkt och extremt tätt är utarmat uran . DU är det valda materialet för penetrerande vapen på grund av dessa egenskaper. Till exempel, M829 är en pansargenomträngande "pil" som skjuts från kanonen i en M1-tank. Dessa 4,5 kilo dart är 61 cm långa, cirka 2,5 cm i diameter och lämna tunneln på tankens kanon med 1,6 km per sekund. Pilen har så mycket rörelseenergi och är så stark att den klarar att genomborra den starkaste rustningen.

    Utarmat uran är en biprodukt från kärnkraftsindustrin. Naturligt uran från en gruva innehåller två isotoper:U-235 och U-238. U-235 är vad som behövs för att producera kärnkraft (se Hur kärnkraftverk fungerar för detaljer), så uranet förädlas för att extrahera U-235 och skapa "berikat uran". U-238 som är kvar kallas "utarmat uran".

    U-238 är en radioaktiv metall som producerar alfa- och betapartiklar. I sin fasta form, det är inte särskilt farligt eftersom dess halveringstid är 4,5 miljarder år, vilket betyder att atomförfallet är mycket långsamt. Utarmat uran används, till exempel, i båtar och flygplan som ballast. De tre egenskaper som gör utarmat uran användbart i penetrerande vapen är dess:

    • Densitet - Utarmat uran är 1,7 gånger tyngre än bly, och 2,4 gånger tyngre än stål.
    • Hårdhet - Om du tittar på en webbplats som WebElements.com, du kan se att Brinell-hårdheten för U-238 är 2, 400, som bara är blyg för volfram vid 2, 570. Järn är 490. Utarmat uran legerat med en liten mängd titan är ännu hårdare.
    • Brännfastigheter - Utarmad uranförbränning. Det är något som magnesium i detta avseende. Om du värmer uran i en syremiljö (normal luft), det kommer att antändas och brinna med en extremt intensiv låga. Väl inne i målet, brinnande uran är en annan del av bombens destruktiva kraft.

    Dessa tre egenskaper gör utarmat uran till ett självklart val när man skapar avancerade bunkerbustande bomber. Med utarmat uran, det är möjligt att skapa extremt tungt, starka och smala bomber som har en enorm penetrationskraft.

    Men det finns problem med att använda utarmat uran.

    Taktiska kärnvapen

    Problemet med utarmat uran är det faktum att det är det radioaktiv . USA använder massor av utarmat uran på slagfältet. I slutet av konflikten, detta lämnar massor av radioaktivt material i miljön. Till exempel, Time magazine:Balkan Dust Storm rapporterar:

    NATO -flygplan regnade mer än 30, 000 DU-skal på Kosovo under den 11 veckor långa flygkampanjen ... Omkring 10 ton av skräp sprids över Kosovo.

    Kanske användes 300 ton DU -vapen i det första valkriget. När det brinner, DU bildar en uranoxidrök som lätt andas in och som ligger på marken mil från användningsstället. Efter inandning eller förtäring, utarmad uranrök kan göra stor skada på människokroppen på grund av dess radioaktivitet. Se hur kärnstrålning fungerar för mer information.

    Pentagon har utvecklat taktiska kärnvapen för att nå de starkast befästa och djupt begravda bunkrarna. Tanken är att gifta sig med en liten atombomb med ett penetrerande bombhölje för att skapa ett vapen som kan tränga djupt ner i marken och sedan explodera med kärnkraft. B61-11, tillgänglig sedan 1997, är den nuvarande toppmodern inom området kärnbunkerbuster.

    Ur praktisk synpunkt, fördelen med en liten atombomb är att den kan packa så mycket explosiv kraft i ett så litet utrymme. (Se hur kärnbomber fungerar för detaljer.) B61-11 kan bära en kärnkraftsladdning med allt mellan 1 kiloton (1, 000 ton TNT) och ett utbyte på 300 kiloton. För jämförelse, bomben som användes på Hiroshima hade en avkastning på cirka 15 kiloton. Chockvågen från en så intensiv underjordisk explosion skulle orsaka skador djupt i jorden och skulle förmodligen förstöra även den mest välförstärkta bunkern.

    Ur en miljömässig och diplomatisk synvinkel, dock, användningen av B61-11 väcker ett antal frågor. Det finns inget sätt för någon känd penetrerande bomb att begrava sig tillräckligt djupt för att innehålla en kärnvapensprängning. Det betyder att B61-11 skulle lämna en enorm krater och mata ut en enorm mängd radioaktivt nedfall i luften. Diplomatiskt, B61-11 är problematisk eftersom den bryter mot den internationella önskan att eliminera användningen av kärnvapen. Se FAS.org:Lågavkastande jordgenomträngande kärnvapen för detaljer.

    För mer information om GBU-28, B61-11 och utarmat uran, kolla in länkarna på nästa sida.

    Mycket mer information

    Relaterade artiklar om HowStuffWorks

    • Hur kärnbomber fungerar
    • Hur smutsiga bomber fungerar
    • Hur smarta bomber fungerar
    • Hur e-bomber fungerar
    • Hur kärnstrålning fungerar
    • Hur Stealth Bombers fungerar
    • Hur MOAB fungerar

    Fler fantastiska länkar

    • FAS.org:Guidad bombenhet-28 (GBU-28)
    • GlobalSecurity.org:Guidad bombenhet-28 (GBU-28)
    • South Florida Sun -Sentinel:Attacking bunkers - bra animation
    • csmonitor.com:Ny push för bunker-buster nuke
    • CNN.com:US Air Force söker djupare penetrerande "bunker-buster" -vapen
    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com