Polska amunicja termobaryczna szansą dla armii i przemysłu

Amunicja termobaryczna, z uwagi na swoje szczególne właściwości stanowi wartościowe uzupełnienie szerokiego spektrum środków rażenia. Do tego spektrum zalicza się zarówno broń piechoty (granaty ręczne, granatniki), kierowane pociski rakietowe, a nawet ciężkie bomby lotnicze, pozwalające na niszczenie silnie umocnionych celów. Wspólną cechą wszystkich tych systemów amunicji jest znacząco większa siła rażenia, niż w wypadku klasycznej amunicji odłamkowo-burzącej. Wśród państw, które mają potencjał i możliwości rozwoju zdolności do produkcji amunicji termobarycznej znajduje się także Polska. Warto więc przybliżyć wysiłki mające na celu budowę polskiej amunicji termobarycznej, ale też to, czym jest amunicja termobaryczna i w jakich obszarach jest stosowana na świecie.

Czym jest amunicja termobaryczna?

Za początki drogi rozwojowej tej grupy środków amunicyjnych uznaje się prowadzone podczas II wojny światowej prace grupy niemieckich naukowców pod kierownictwem austriackiego fizyka Mario Zippermayra. W pracach tych wykorzystano wiedzę o zjawiskach, które niezależnie od woli człowieka, a najczęściej wbrew tej woli, miały miejsce m.in. w przemyśle, gdzie dochodziło do niekontrolowanych i niezamierzonych wybuchów przestrzennych. Zjawiska takie miały skrajnie tragiczne konsekwencje np. w górnictwie węglowym, gdzie dochodziło do samoczynnych wybuchów rozproszonego w przestrzeniach wyrobisk pyłu węglowego powstającego przy urabianiu węgla.

Podobne zjawiska występowały np. w młynach, gdzie zdarzały się przypadki zapłonu rozpylonej w znacznej przestrzeni mąki bądź podczas wybuchowego zapłonu ulatniającego się gazu palnego. Dla każdego z tych paliw, a więc pyłu węglowego, mąki lub gazu ziemnego czy wodoru, ale też rozpylonych paliw ciekłych, utleniaczem jest tlen atmosferyczny, który -- dla wystąpienia zjawiska spalania wybuchowego -- musi występować w określonej proporcji z paliwem. Monitorowanie zawartości pyłów palnych w przestrzeni otwartej jest jednym z elementarnych wymogów bezpieczeństwa nie tylko w kopalniach, zakładach przetwórstwa i składowania zbóż czy gazowniach, ale także np. w przemyśle prefabrykatów budowlanych, gdzie w charakterze domieszkowych wypełniaczy mas używanych do produkcji bloczków gazobetonowych stosuje się drobno sproszkowane aluminium.

W każdym z tych przypadków mają miejsce eksplozje o przebiegu odmiennym od eksplozji z wykorzystaniem wysokoenergetycznych klasycznych substancji wybuchowych (TNT, oktogen, prochy strzelnicze, , dynamit, plastyczne materiały wybuchowe takie jak C4 czy Semtex, itp.). W przypadku wybuchów przestrzennych dynamika spalania jest znacznie wolniejsza, a krzywa wzrostu ciśnienia fali wybuchowej ma znacznie łagodniejszy, spłaszczony przebieg. W przeciwieństwie do wybuchu punktowego klasycznego materiału wybuchowego wytwarzana jest fala wybuchu o niższej amplitudzie nadciśnienia, ale o znacznie dłuższym czasie trwania, a wysoka temperatura wytwarzana jest w znacznie większej przestrzeni.

Czynnikami rażenia są zarówno wysoka temperatura w znacznej przestrzeni, jak i trwające najczęściej kilkadziesiąt milisekund gwałtowne wahania ciśnienia -- najpierw jego wzrost, powodujący silny podmuch, a następnie silny spadek. Dlatego tego rodzaju ładunki, zabijające skokiem ciśnienia, nazywa się czasami „bombami próżniowymi" (vacuum bombs). Według różnych źródeł, do trwałej eliminacji przeciwnika klasycznym wybuchem trwającym ok. 1 ms konieczny jest skok ciśnienia około 250 kPa. Jeżeli jednak nadciśnienie jest podtrzymywane przez 20 ms, to dla uzyskania tego samego oddziaływania wybuchu na organizm człowieka wystarczy już ciśnienie około 70 kPa. Fala uderzeniowa trwająca znacznie dłużej niż przy klasycznym materiale wybuchowym penetruje przestrzeń za przeszkodami, przez otwory okienne i drzwiowe dociera do wnętrz budynków (ale też -- jaskiń, bunkrów, okopów, tuneli), rozprzestrzeniając się wzdłuż korytarzy i przewodów wentylacyjnych. Eksplozja ładunku termobarycznego nie działa punktowo jak w przypadku klasycznego pocisku, czyli nie wybija dziury w ścianie, ale ją przewraca.

Wspomniany zespół niemieckich naukowców w 1943 r. skonstruował i przetestował ładunek złożony z 60 kg mieszaniny pyłu węglowego i ciekłego tlenu. Efekty były zaskakujące: skutki eksplozji w postaci wybicia okien odnotowano w odległości 1500 m od miejsca detonacji bomby, co jest wręcz niewyobrażalne w porównaniu z klasyczną bombą o identycznym wagomiarze. Podobne eksperymenty prowadzono także z wykorzystaniem innych paliw, takich jak np. benzyna, jednak do końca wojny nie doprowadzono do masowej produkcji tej klasy amunicji. To i tak nie miało większego znaczenia wobec utraty przez Luftwaffe zdolności ofensywnych i całkowitej przewagi Aliantów w powietrzu. Na miniaturyzację ładunków w celu użycia ich przez artylerię klasyczną Niemcom zabrakło czasu. Niemcy wykorzystywali jednak mieszankę termobaryczną -- tlenu i etylenu między innymi w trakcie walk przeciwko Powstaniu Warszawskiemu w 1944 roku do niszczenia umocnień podziemnych.

Po wojnie szef niemieckiego zespołu zapoznał z wynikami swoich prac Amerykanów, rekomendując tę technologię jako pozwalającą uzyskiwać efekty zbliżone do wybuchu bomby atomowej, ale bez negatywnych konsekwencji wybuchu jądrowego (skażenie promieniotwórcze, promieniowanie jonizujące). Czyniło to nowy rodzaj broni atrakcyjnie użytecznym w przypadku użycia jej w charakterze ofensywnej broni taktycznej. W przeciwieństwie do broni atomowej nie stwarza ona zagrożenia dla własnych wojsk, mających zajmować rażone tego typu ładunkami tereny.

Trzeba tutaj dodać, że współczesna amunicja termobaryczna znacząco różni się od pierwszych generacji. Obecne rozwiązania technologiczne pozwalają na wytwarzanie kontrolowanego, środkowo-symetrycznego obszaru rażenia, co umożliwia ograniczenie szkód ubocznych (collateral damage). Paradoksalnie, zagrożony obszar może być nawet mniejszy niż ten zagrożony oddziaływaniem odłamków dla klasycznej amunicji odłamkowo-burzącej. Dlatego amunicja termobaryczna dziś może być stosowana nawet w broni piechoty, w tym granatach ręcznych.

Efekty prac zespołu Zippermayra poznali także, choć nie tak dobrze jak Amerykanie, Rosjanie, którzy po wojnie prowadzili własne prace nad ładunkami tego rodzaju. Na początku w ocenie ówczesnych władz ZSRR nie uzyskały one jednak priorytetów równych tym, jakie w nakładach na badania i rozwój i politycznym wsparciu posiadała broń jądrowa i rakietowe środki jej przenoszenia. Współcześnie Rosja rozwija jednak wiele rodzin amunicji termobarycznej, zarówno lotniczej, jak i rakietowej i artyleryjskiej oraz przeznaczonej do broni wsparcia piechoty.  Przykładem nowoczesnej amunicji tej klasy jest naprowadzana bomba lotnicza KAB1500S o masie 1500 kg, której eksplozja tworzy kulę ognia o średnicy ok. 150 m, a strefa śmiertelnego rażenia jest określana na 500 m od miejsca wybuchu.

Głowice termobaryczne skonstruowano także dla popularnych granatników RPG7 (TBG7V), stosowane są też w kilku typach ppk (np. Metys-M, Szturm, Kornet i Krizantema). Technologię TBX stosuje się w Rosji też w kierowanej amunicji czołgowej, czyli wystrzeliwanych z czołgów ppk rodziny Swir/Refleks (9M119). Odrębną, wciąż rozwijaną przez Rosję klasę broni termobarycznych są tzw. miotacze ognia, w tym tzw. ciężkie wielolufowe rakietowe miotacze TOS-1A Sołncepiek kal. 220 mm z głowicami zawierającymi 45 kg materiału termobarycznego. Z kolei niejako „na drugim biegunie" rosyjskiej amunicji termobarycznej jest ręczny granatnik RPO-A „Trzmiel" (nazywany również miotaczem ognia), używany bojowo w Afganistanie, a następnie w Czeczenii i od niedawna w Syrii. Z doniesień rosyjskich mediów wynika, że opracowywana jest nowa wersja RPO-2, o poprawionych charakterystykach, dostosowana np. do przenoszenia przez bezzałogowce.

W czasach współczesnych rozwój amunicji termobarycznej prowadzony jest w wielu kierunkach. Skutkiem jest opracowywanie różnych rodzin tej amunicji, do której zaliczane są np. bomby paliwowo-powietrzne (FuelAir Explosives -- FAE). Nie wdając się w zawiłości systematyki i konkretne rozwiązania techniczne poszczególnych rodzajów ładunków warto dodać, że termobarycznymi materiałami wybuchowymi są najczęściej klasyczne materiały wybuchowe wzbogacone o ulegające rozproszeniu w znacznym obszarze paliwo zmieniające charakterystykę wybuchu. Jego spalanie w tlenie z powietrza, odbywające się w 2 lub 3 fazach wybuchu, wzmacnia podmuch fali wybuchu i powiększa jego zasięg przestrzenny. Składnikami takich paliw mogą być substancje stałe i ciekłe oraz ich kombinacje, często wykorzystywane są też sproszkowane metale (np. magnez, aluminium, bor, tytan).

Rozwój technologii TBX doprowadził do powstania amunicji tej klasy obejmującej zakres od lekkiej broni stanowiącej uzbrojenie pojedynczego żołnierza (np. granatniki podwieszane 40/43 mm) po ciężkie bomby lotnicze, takie jak kierowane amerykańskie bomby penetrujące BLU188B (874 kg) i GBU43/B MOAB (Massive Ordnance Air Blast, ale też... Mother of All Bombs ) o masie 9800 kg. Choć zawiera ona „tylko" 8482 kg materiału wybuchowego, siła jej eksplozji odpowiada wybuchowi 11 ton TNT. Ta ostatnia została użyta bojowo do niszczenia podziemnych kryjówek bojówek ISIS w jaskiniach gór Afganistanu. Wcześniej bomby podobnej konstrukcji BLU82 (choć czasami nie zaliczane do bomb termobarycznych) o masie 6800 kg używane były na dużą skalę w wojnie wietnamskiej oraz, ponownie, w Afganistanie i Iraku.

Jeśli chodzi o ostatnie konflikty na Bliskim Wschodzie, w ich trakcie amunicja termobaryczna była wykorzystywana w bardzo szerokim zakresie. Przykładowo, w trakcie drugiej bitwy o Faludżę w 2004 US Marines wykorzystali z dużym powodzeniem znaczną ilość granatników SMAW wykorzystujących pociski z głowicami termobarycznymi SMAW-NE. Opracowanie tej amunicji zostało zlecone w 2002 roku, już po rozpoczęciu przez Amerykanów działań w Afganistanie, z uwagi na wysoką skuteczność innych typów amunicji termobarycznej. Od zamówienia amunicji do jej użycia bojowego na szeroką skalę minęły zaledwie około dwa lata.

Innym typem amunicji termobarycznej, jaki był wykorzystywany przez zachodnie siły zbrojne na Bliskim Wschodzie (nie tylko Amerykanów, ale i Brytyjczyków) były pociski Hellfire w wersji AGM-114N z głowicą termobaryczną. Były one przenoszone m.in. przez bezzałogowce MQ-9 Reaper.

Amunicja termobaryczna a Polska

W Polsce prace nad materiałami TBX podjęto dość późno. Dziś amunicja termobaryczna używana jest w dość niewielkim zakresie -- między innymi przez Siły Powietrzne (rodzimej konstrukcji bomby paliwowo-powietrzne LBPP100 „Teisy" z 1998 r. o masie 100 kg, przystosowane do przenoszenia przez Su22M4) oraz przez Wojska Specjalne (przykładem są granatniki termobaryczne RPG-75TB/RTG, używane przez JW GROM).

Amunicja termobaryczna pozostaje jednak w zainteresowaniu resortu obrony narodowej. Już dwa lata temu MON deklarował pozyskanie m.in. ręcznych granatów termobarycznych RGTB (w ramach projektu „Tytan"), rozważano także zakup nabojów moździerzowych 60 mm.

Polski przemysł zbrojeniowy buduje potencjał i kompetencje umożliwiające tworzenie od podstaw rodzimej konstrukcji i technologii amunicji termobarycznej -- od wytwarzania kompozycji wybuchowej i jej składników (np. RDX/HMX) poprzez projektowanie narzędzi do formowania, elaborację i doradztwo przy konstruowaniu głowic po badania prototypów obejmujące detonacje w otwartej i zamkniętej przestrzeni. Udowodniły to spółki Polskiej Grupy Zbrojeniowej, prezentując podczas MSPO 2021 opracowaną przy współpracy z Wydziałem Nowych Technologii i Chemii WAT demonstrator technologii TBX w postaci ręcznego granatu RG-NW. Jego twórcą jest bydgoski Nitro-Chem, współpracujący ze spółką BELMA, a nadzór nad pracami pełnił zespół zadaniowy PGZ.

Reprezentuje on amunicję termobaryczną klasy SFAE (ze stałym paliwem).  Wspomniany granat RG-NW z zapalnikiem UZRGM ma tylko 66 mm średnicy wysokość 149 mm, waży 640 g. W ograniczonej przestrzeni (pomieszczenia zamknięte) obejmuje zasięgiem skutecznego rażenia 40 m sześciennych, w przestrzeni otwartej powierzchnia strefy rażenia wynosi 11-15 m²., powierzchnia strefy rażenia siły żywej ukrywającej się w okopie definiowana jest na 7 m². Granat zapewnia przebicie (z przyłożenia) 10 mm płyty stalowej. Dla zawartego w granacie ładunku energia Gurneya wynosi 2,2 kJ/g. Pozwala zatem na zwalczanie, przede wszystkim, siły żywej, w tym ukrywającej się za osłonami balistycznymi i przeszkodami terenowymi, w budynkach itp., ale także destrukcję konstrukcji umocnień i zwalczanie lekko opancerzonych pojazdów oraz skuteczne oddziaływanie na systemy sensorów elektrooptycznych w układach obseerwacyjno-celowniczych nawet ciężko opancerzonych pojazdów bojowych. Odległość bezpieczna dla posługującego się tą bronią przeszkolonego żołnierza (czyli taka, w której nadciśnienie fali uderzeniowej nie przekracza 10 kPa) wynosi 12 m.

Widać więc wyraźnie, że polski przemysł jest przygotowany do produkcji i dostarczania własnej amunicji termobarycznej. Granat RG-NW jest jednak tylko pierwszym krokiem i swego rodzaju demonstratorem możliwości. W spółkach Polskiej Grupy Zbrojeniowej już trwają prace koncepcyjne nad przystosowaniem amunicji termobarycznej do szeregu innych środków rażenia. Są wśród nich różnego typu pociski rakietowe: od 122 mm typu Feniks (przeznaczonych do wyrzutni WR-40 Langusta, BM-21 i RM-70), przez niekierowane rakiety 70 mm (dedykowane śmigłowcom) aż do opracowywanych w Mesko SA ppk Pirat.

Oprócz tego polska amunicja termobaryczna mogłaby też stanowić uzbrojenie lekkich granatników przeciwpancernych Grot (po ewentualnym pozyskaniu licencji na odpowiednich warunkach można by opracować wariant granatnika z odpowiednią kompozycją). Wreszcie, pociski termobaryczne mogłyby być używane jako amunicja do lekkich granatników 40 mm i moździerzy 60 mm.

Szczególnie interesująca wydaje się być amunicja termobaryczna przeznaczona dla lekkiej piechoty. Ocenia się, że użycie pocisku termobarycznego o masie około 2 kg daje efekty porównywalne do zastosowania pocisku artyleryjskiego. Nasycenie środkami rażenia z amunicją termobaryczną jednostek aeromobilnych czy Wojsk Obrony Terytorialnej mogłoby znacząco zwiększyć ich zdolności, zwłaszcza że nie zawsze będą one mogły liczyć na bezpośrednie wsparcie artylerii. Jednocześnie, jak wskazują chociażby doświadczenia Amerykanów, taka broń po opracowaniu może zostać szybko wprowadzona w stosunkowo dużej ilości, w krótkim czasie zwiększając potencjał bojowy wojska.

Jeszcze innym potencjalnym oraz istotnym zastosowaniem są systemy bezzałogowe, w tym klasy amunicji krążącej. Tutaj - podobnie jak w wypadku broni piechoty - istotne znaczenie ma fakt, że amunicja termobaryczna zapewnia wysoką skuteczność rażenia przy stosunkowo niewielkiej masie ładunku. Możliwe jest również opracowanie pocisków z ładunkami termobarycznymi dla klasycznej artylerii w rodzaju moździerzy Rak i haubic Krab, aczkolwiek wymagałoby to odpowiedniej konstrukcji dostosowanej do warunków strzelania z tych systemów artyleryjskich. To, w jakich środkach rażenia zostanie zastosowana polska amunicja termobaryczna ostatecznie będzie zależeć od Zamawiającego.

Wdrożenie amunicji termobarycznej do produkcji w Polsce może stanowić szansę na wzmocnienie zdolności Sił Zbrojnych RP. Ale nie tylko - może również spowodować zwiększenie atrakcyjności oferty eksportowej polskiego przemysłu obronnego. Warto przypomnieć, że producentami tego rodzaju amunicji są nie tylko najwięksi gracze w rodzaju Stanów Zjednoczonych czy Rosji, ale też Czechy czy Bułgaria. A wraz ze wzrostem zapotrzebowania na broń piechoty o dużej sile rażenia, nowoczesne, lekkie pociski rakietowe, czy wreszcie amunicją krążącą, zainteresowanie amunicją termobaryczną będzie tylko rosnąć.

Artykuł przygotowany we współpracy z PGZ S.A.