Polska może zbudować broń termobaryczną [ANALIZA]

21 grudnia 2019, 13:59
Zdj Rosja plan 1
Rosyjskie samobieżne, wielolufowe wyrzutnie pocisków rakietowych TOS-1A „Sołnciepiek” są ważnym elementem wsparcia dla własnych jednostek lądowych. Fot. mil.ru

Amunicja z ładunkiem termobarycznym może być ponad dwa razy bardziej skuteczna od tej, w której zastosowano klasyczny ładunek wybuchowy. W polskiej armii nie ma jednak w najbliższych latach planów jej powszechnego wprowadzenia, pomimo, że opracowanie i wyprodukowanie takiego uzbrojenia w polskim przemyśle nie stanowiłoby większego problemu.

O znaczeniu amunicji termobarycznej może świadczyć fakt, że jest ona na wyposażeniu praktycznie wszystkich armii w naszym regionie. Zaliczając się do broni o działaniu objętościowym, stanowi ona doskonałe uzupełnienie klasycznych rodzajów amunicji, tj.: kumulacyjnej i odłamkowo-burzącej; a w wielu sytuacjach znacząco je nawet przewyższając swymi możliwościami.

image
Amerykańska bomba termobaryczna BLU-118B gotowa do transport w centrum badawczym marynarki wojennej NSWC (Naval Surface Warfare Center). Fot. Naval Surface Warfare Center

Najpierw były bomby paliwowo-powietrzne

Prekursorem amunicji termobarycznej były bomby paliwowo-powietrzne FAE/FAX (ang. fuel-air explosive), które ze względu na swoją skuteczność rażenia (3-5 razy większą od bomb podobnych wagowo i rozmiarowo, ale z ładunkiem trotylu) nazywa się często "bronią atomową ubogich". Jej działanie jest dwuetapowe:

  • W pierwszym momencie niewielki wybuch powoduje rozerwanie bomby i rozpylenie w powietrzu dużej ilości ciekłych lub gazowych węglowodorów a także innych substancji aktywnych (w postaci np. bardzo drobnego proszku).
  • W drugim etapie kolejny zapalnik (lub kilka zapalników powoduje detonację tak powstałego obłoku.

Skutki użycia bomb paliwowo-powietrznych FAE przypominają efekty eksplozji pyłów i aerozoli, np. podczas zapalenia się zbiorników z paliwem oraz pyłu węglowego w kopalniach węgla kamiennego. Efekt niszczący jest wywołany przez falę uderzeniową, która jest słabsza (pod względem ciśnienia) od porównywalnego wagowo ładunku trotylu, ale za to ma o wiele dłuższy czas trwania. Dodatkowo standardowy materiał wybuchowy może inicjować niewielki wybuch objętościowy.

W przypadku bomb FAE wybuchu objętościowego jest inicjowany w przestrzeni obejmującej nawet tysiące metrów sześciennych. To właśnie z tego powodu uzbrojenie tego rodzaju dobrze nadaje się do niszczenia siły żywej, statków powietrznych na lotniskach, schronów a nawet pól minowych.

Bomby paliwowo-powietrzne mają jednak również swoje wady. Są one przede wszystkim zawodne, trudne do przechowywania oraz mogą występować tylko w stosunkowo dużych wagomiarach. Były one jednak powszechnie stosowane w takich konfliktach zbrojnych, jak wojna w Iraku czy wcześniejsza wojna wietnamska. Swoją lotniczą bombę paliwowo-powietrzną LBPP-100 „Teisy” (stukilogramowa Lotnicza Bomba Paliwowo-Powietrzna) miała również polska armia. Broń tego rodzaju wyprodukowały zakłady „Prexer Project” z przeznaczeniem dla samolotów szturmowo-bombowych Su-22.

Amunicja termobaryczna – nowa generacja broni FAE

Wad bomb paliwowo-powietrznych jest pozbawiona, działająca na podobnej zasadzie, amunicja termobaryczna TBX (thermobaric/enhanced blast explosive) lub amunicja o podwyższonej zdolności podmuchowej (Enhanced Blast Explosives — EBX). Wymaga ona bowiem tylko jednego czynnika wyzwalającego, tj. rozrywającego element transportujący materiału aktywnego, rozpylającego ten materiał w powietrzu i odpowiednio go podgrzewając.

Zapłon utworzonego w ten sposób obłoku gorących i nieutlenionych produktów detonacji oraz nieprzereagowanego paliwa następuje już samoczynnie, pod wpływem wysokiej temperatury. Trzyetapowy proces spalania daje efekt rażenia podobny do konwencjonalnej amunicji i tak rozległy, jak w przypadku wybuchu amunicji paliwowo-powietrznej.

Zyskiem jest chociażby to, że w przypadku standardowych materiałów wybuchowych znaczną część ładunku bojowego musi stanowić utleniacz. W przypadku ładunków termobarycznych wykorzystuje się również tlen z powietrza. Pozwala to „zagospodarować” masę zwolnioną przez ograniczenie ilości utleniacza. Przy czym, w przypadku bomb paliwowo-powietrznych prawie cały tlen pochodzi z powietrza, natomiast w przypadku amunicji termobarycznej, tego tlenu potrzeba od 50-70% (w przypadku płynnych materiałów TBX/EBX) i 25-30% (w przypadku stałych materiałów TBX/EBX).

image
Bułgarskie granaty termobaryczne TB7-V (z lewej) i TB-7VM do granatnika RPG-7 produkowany przez zakłady VMZ. Fot. vmz.bg

Amunicja TBX/EBX razi cele zarówno poprzez wytworzenie wysokiej temperatury, jak i falę ciśnieniową. Ta fala ciśnieniowa jest słabsza niż w przypadku amunicji standardowej, ale za to trwa dłużej. Nie zmniejsza to skuteczności ponieważ, o ile dla zabicia żołnierza wybuchem trwającym tylko 1 milisekundę potrzebny jest wzrost ciśnienia o około 250 kPa, to w przypadku skoku ciśnienia, utrzymywanego się już przez 20 ms, śmiertelne jest już tylko ciśnienie około 70 kPa.

Słabsza, ale za to dłużej trwająca fala podmuchowa powoduje, że przy natrafieniu na przeszkodę nie następuje uderzenie, ale raczej pchanie. Oznacza to np. że ściany nie są dziurawione, ale przewracane. Dłużej trwająca fala uderzeniowa, to dodatkowo możliwość wnikania nią do wnętrza pomieszczeń, budynków, tuneli i bunkrów, gdzie kryjący się ludzie mogą być również rażeni. Ochrony nie zapewniają wtedy również klasyczne środki biernej ochrony życia, jak np. kamizelki kuloodporne lub osłony balistyczne, nawet jeżeli chronią one skutecznie przed odłamkami.

W odróżnieniu do bomb paliwowo-powietrznych, w amunicji termobarycznej zmieniła się zarówno jej konstrukcja jak i materiał aktywny. Skład tego materiału jest za każdym razem kompromisem, zapewniającym na tyle wolną reakcje wybuchową aby rozproszyć „paliwo”, ale jednocześnie na tyle szybką żeby proces zapłonu po prostu nie zgasł. Przy zbyt szybkiej reakcji następuje bowiem tak mocny rozrzut „paliwa”, że jego gęstość jest zbyt mała by inicjować proces utleniania kolejnych jego cząsteczek.

Pierwszy termobaryczny materiał wybuchowy (ciekły) powstał przed ponad 40 laty i składał się z mieszaniny metalicznego paliwa — magnezu i samospalającej się cieczy (azotanu izopropylu zagęszczonego nitrocelulozą). Przy czym, ilość magnezu dobierano w taki sposób, aby tlenu w tej mieszaninie wystarczyło na jego pełne utlenienie.

image
Radziecki, rakietowy miotacz ognia RPO-A „Szmiel”. Fot. Wikipedia

Praktyczne zastosowanie materiałów termobarycznych

Tego rodzaju materiał (o wadze około 2,1 kg) został zastosowany po raz pierwszy w jednostrzałowym rakietowym miotaczu ognia RPO-A „Szmiel”. Był on wykorzystywany bojowo przez sowieckich żołnierzy w latach osiemdziesiątych w trakcie walk w Afganistanie. Sprawdził się szczególnie w trakcie działań w systemach jaskiń, wykorzystywanych przez talibów. Rosjanie używali ich również w toku walk w Czeczeni. Pomimo skuteczności był to jednak materiał niebezpieczny przy wycieku oraz toksyczny.

image
Rosyjski przenośny miotacz pocisków termobarycznych „Szmiel-M”. Fot. M.Dura

Czytaj też: Kontrowersyjny Trzmiel z nowymi zadaniami - po Syrii

Materiał termobaryczny Rosjanie zastosowali również w ręcznych granatnikach RPG-7, opracowując dla nich głowicę TBG-7V o wadze 4,5 kg oraz promieniu rażenia 8 m. Pociski tego rodzaju mają także systemy przenośne „Metys-M”, „Kornet” i „Szturm”. Jako najbardziej niszczycielski system uzbrojenia, z amunicją termobaryczną, uważa się jednak samobieżne, wielolufowe wyrzutnie pocisków rakietowych (ciężkie miotacze ognia) TOS-1A „Sołnciepiek”. Ich zasięg to 6 km, a system może wystrzelić 24 rakiety kalibru 220 mm w 8 s. Każdy z takich pocisków zawiera w swojej głowicy 45 kg termobarycznego materiału wybuchowego.

image
Rosyjska samobieżna, wielolufowa wyrzutnia pocisków rakietowych (ciężki miotacz ognia) TOS-1A „Sołnciepiek”. Fot. mil.ru

 W najbliższym sąsiedztwie Polski, poza wspomnianą już Rosją, amunicję termobaryczną dla granatnika RPG-75 opracowali również Czesi. Granaty TBX do granatników RPG-7 są także w ofercie bułgarskich zakładów zbrojeniowych VMZ i Arsenal.

image
Bułgarski granat termobaryczny RTB-7A (szósty od góry) do granatnika RPG-7 produkowany przez zakłady Arsenal. Fot. M.Dura

Większy ładunek mogą zawierać jeszcze bomby lotnicze oraz rakiety taktyczne. Przykładem może być bomba GBU-43 MOAB (Massive Ordnance Air Blast), o długości 9 m i wadze 9800 kg. Jej ładunek bojowy waży aż 8482 kg i jest odpowiednikiem 1,1 ton trotylu. Stąd też, używana często w odniesieniu, do tej największej na świecie konwencjonalnej bomby, nazwnazwa „Mother of All Bombs” (matka wszystkich bomb). Uzbrojenie to zresztą zostało użyte bojowo przez Amerykanów w Afganistanie, w 2017 r.

Polskie prace nad uzbrojeniem termobarycznym

Lotnicza bomba paliwowo-powietrzna LBPP-100 „Teisy” wcale nie zamknęła polskich prac nad rozwojem tego rodzaju uzbrojeniem. Nad termobarycznymi materiałami wybuchowymi pracuje się przede wszystkim na Wydziale Nowych Technologii i Chemii Wojskowej Akademii Technicznej, pod kierunkiem dziekana tego wydziału prof. Stanisława Cudziły. Z informacji przekazanych mediom wiadomo, że generalnie jest to mieszanina klasycznych materiałów wybuchowych (trotylu, heksogenu lub oktogenu), wymieszana z metalicznymi dodatkami opartymi na magnezie (które stanowią około 30%).

image
Skutki wybuchu dwustugramowego ładunku TNT (z lewej) i dwustugramowego termobarycznego ładunku wybuchowego (z prawej). Na dole widok stanowiska pomiarowego w Nowej Dębie. Fot. Z prezentacji prof. Stanisława Cudziły dziekana Wydziału Nowych Technologii i Chemii WAT.

Całość została opracowana na bazie komercyjnych składników, a więc można uznać, że ostatecznie nie będzie droga w produkcji. Prace prowadzone na Wojskowej Akademii Technicznej są bardzo zaawansowane, ponieważ pozytywnie zakończono badania laboratoryjne rodzimych materiałów termobarycznych, a od ponad dwóch lat są one sprawdzane w testach poligonowych z partnerami przemysłowymi.

Przeprowadzono je m.in. na poligonie w Nowej Dębie w czerwcu 2018 r. Rejestrowano wtedy wybuchy małych, dwustugramowych termobarycznych ładunków wybuchowych. Porównywano je, jeżeli chodzi o skutek działania, z takim samym wagowo, dwustugramowym ładunkiem trotylowym. Wybuchy były realizowane w prowizorycznych schronach wykonanych ze skrzyń po amunicji, wypełnionych piaskiem (o kubaturze około 2 m3). Co ważne, skutki prób rejestrowano stojącą w odpowiedniej odległości szybką kamerą, dzięki czemu można było porównać efekty działania obu rodzajów próbek materiału wybuchowego. Dzięki temu wiadomo m.in., że wysokość i promień rozrzutu skrzyń, po wybuchu najlepszego, opracowanego na WAT, ładunku TBX były dwukrotnie większe niż po wybuch trotylu.

Podobne badania porównawcze ładunków trotylowych i termobarycznych przeprowadzono przez niezależnego wykonawcę – Kopalnię Doświadczalną „Barbara” w Mikołowie w czerwcu i w grudniu 2018 r. Testy realizowano w tunelu o średnicy około 2 metrów, porównując termobaryczny materiał wybuchowy opracowany przez WAT oraz dwa materiały z importu.

image
Miejsce testów porównawczych ładunków trotylowych i termobarycznych przeprowadzonych w Kopalni Doświadczalnej „Barbara” w Mikołowie w czerwcu i grudniu 2018 r. oraz zdjęcia badanych ładunków. Fot. Z prezentacji prof. Stanisława Cudziły dziekana Wydziału Nowych Technologii i Chemii WAT.

Zgodnie z wymaganiami technicznymi amunicja elaborowana trzystugramowym ładunkami TBX, miała wytwarzać w odległości 7 m obciążenia nie mniejsze niż sześciusetgramowy ładunek trotylu. Okazało się, że materiał opracowany przez WAT spełniał te wymagania, natomiast ładunki importowane TBX miały mniejszą skuteczność nawet niż czterystugramowe ładunki trotylu.

Ostatnie badania zrealizowano w sierpniu 2019r r. w Skarżysku Kamiennej. Najpierw sprawdzano zdolność burzącą ośmiusetgramowych ładunków termobarycznych, w otwartej przestrzeni, rejestrując maksymalne ciśnienie i impuls pierwszej fali uderzeniowej padającej na czujniki umieszczone w odległości 3, 5, 7 i 9 m. Pomimo, że wybuch był realizowany w otwartej przestrzeni i analizowano wyłącznie pierwszą falę padającą (pomijając np. fale odbite od ziemi) – dochodzącą do czujników, to za każdym razem otrzymywane wyższe wartości (choć o niewielkiej różnicy), po wybuchu TBX.

W drugim etapie badań przeprowadzono testy porównawcze ładunków wewnątrz obiektu o bardzo lekkiej konstrukcji ze ścianami wykonanymi z płyt paździerzowych. W tym przypadku przewaga materiału termobarycznego już była ewidentna. O ile bowiem w przypadku ośmiusetgramowych ładunków trotylu szkielet obiektu pozostał nienaruszony to po wybuchu ładunku termobarycznego został on już całkowicie zniszczony.

image
Wyniki testów polskiego materiału termobarycznego przeprowadzonych w 2019r r. w Skarżysku Kamiennej. Fot. Z prezentacji prof. Stanisława Cudziły dziekana Wydziału Nowych Technologii i Chemii WAT.

 Czy amunicja termobaryczna jest niezbędna?

Amunicja termobaryczna ma niewątpliwie większe możliwości niż standardowa. Wojskowi specjaliści wskazują, że ze względu na swoje działanie przestrzenne, jak również możliwość rażenia osób znajdujących się w ukryciu, jest to idealny środek rozszerzający zdolności konwencjonalnych systemów uzbrojenia (czego przykładem jest np. granatnik RPG-7). W ten sposób można skuteczniej zwalczać tzw. cele miękkie (np. strzelców wyborowych i personel ukrywający się w jaskiniach oraz fortyfikacjach polowych), jak i niszczyć okopane stanowiska ogniowe oraz nieopancerzone pojazdy.

image
Bułgarski pocisk termobaryczne RTB-15MA (drugi z prawej) kalibru 73 mm dla armat bojowych wozów piechoty BMP-1 i granat RTB-9MA (drugi z lewej) kalibru 73 mm dla działa bezodrzutowego ATGL-H oraz granatnika SPG-9 produkowane przez zakłady Arsenal. Fot. M.Dura

Pomimo tego, amunicja termobaryczna nie jest produkowana w Polsce i powszechnie wprowadzana na uzbrojenie. Sprawa jest o tyle dziwna, że polskie ośrodki naukowe i przemysłowe maja możliwość samodzielnego opracowania i wyprodukowania takiej broni. Przykładem mogą być ładunki termobaryczne opracowane przez WAT, którą mają ponad dwukrotnie większy równoważnik trotylowy podczas wybuchu w przestrzeni ograniczonej. Sukces jest duży, ponieważ typowy ładunek termobaryczny ma równoważnik trotylowy około 1,6, a więc o 40% mniejszy niż polskie rozwiązanie.

Prof. dr hab. inż. Stanisław Cudziło z Wydziału Nowych Technologii i Chemii WAT wskazuje, że takie materiały nadawałyby się idealnie do elaboracji granatów ręcznych, grantów nasadkowych do granatnika RPG-7, głowicy naboju rakietowego PG-15W oraz głowicy niekierowanego lotniczego pocisku rakietowego NLPR-70. Użycie polskiego materiału TBX pozwala na dwukrotne zwiększenie skuteczności ładunku lub na użycie dwukrotnie mniejszego wagowo ładunku przy tym samym efekcie. Ten efekt może być jeszcze większy, gdy materiał TBX umieści się w amunicji moździerzowej (np. kalibru 120 mm w pojazdach „Rak”), artyleryjskiej (np. kalibru 155 mm w haubicach „Krab”), w bombach lotniczych i rakietach „ziemia-ziemia” (np. kalibru 122 mm „Feniks”).

Pomimo niewątpliwych sukcesów w tej dziedzinie badania nad materiałem TBX w Polsce nie zostały jednak zakończone wdrożeniem i wprowadzaniem na wyposażenie Sił Zbrojnych RP. Dlatego zwróciliśmy się do Ministerstwa Obrony Narodowej z zapytaniem, czy w MON zaplanowano w ciągu najbliższych pięciu lat lub w okresie późniejszym (do 2035 roku) finansowanie prac nad opracowaniem amunicji termobarycznej dla polskiej armii i czy planowany jest w tym okresie zakup amunicji termobarycznej dla polskiej armii.

Z odpowiedzi Wydziału Prasowego Centrum Operacyjnego Ministra Obrony Narodowej wynika jedynie, że w najbliższych latach Wojsko Polskie planuje pozyskanie termobarycznych środków bojowych, w tym m. in. ręcznych granatów termobarycznych RGTB (w ramach projektu „Tytan”) oraz 60 mm naboi moździerzowych.

image
Termobaryczne granaty moździerzowe, które chce kupić MON nie są wytwarzane w Polsce, ale produkują je np. bułgarskie zakłady Arsenal. Mają one w ofercie amunicję dla dowolnych moździerzy standu NATO: w tym termobaryczne TB 81 kalibru 81 mm i TB 60 kalibru 60 mm. Fot. M.Dura

Według naszych informacji granaty termobaryczne, jakie mają wejść na wyposażenie żołnierza przyszłości „Tytan”, będą wypełnione materiałem kupionym za granicą. Niestety z amunicją moździerzową może być dokładnie tak samo.

Reklama
Tweets Defence24