איך פצצה יכולה לחדור דרך שכבת בטון או להתחפר בעומק האדמה בטרם תתפוצץ? בעזרת הרבה פיזיקה, קצת כימיה ולא מעט טכנולוגיה
בין אוקטובר 1942 לאוקטובר 1943 ביצע חיל האוויר האמריקאי יותר מ-2,000 גיחות של מפציצים כבדים בניסיון לפגוע במספנות הצוללות שהקימה גרמניה הנאצית בחופי צרפת הכבושה. הבסיסים העניקו לצוללות הגרמניות גישה מהירה לאוקיינוס האטלנטי, שם הן שלחו למצולות מיליוני טונות של אספקה צבאית ואזרחית שעשתה דרכה מאמריקה לאיים הבריטיים הנצורים, וגבו את חייהם של אלפי ימאים. הגרמנים ידעו כי פגיעה בבסיסי הצוללות תהיה בעדיפות עליונה של בעלות הברית, ולכן ביצרו את המספנות במבני בטון עצומים, עם קירות בעובי שלושה מטרים וגג מבטון מזוין בעובי של יותר מחמישה מטרים. חמש המספנות העיקריות בחופי צרפת דופנו יחד ביותר מארבעה מיליון מטרים מעוקבים של בטון.
ההפצצות הכבדות על המספנות גבו מחיר יקר בעיקר מחיל האוויר. כ-1,200 אנשי צוות אוויר נהרגו או נפלו בשבי, כשמטוסיהם נפגעו ממטוסי אויב או מאש נגד מטוסים מהקרקע. הנזק למספנות היה זניח לחלוטין. רוב הפצצות לא חדרו כלל דרך מעטה הבטון, ובמקומות הבודדים שהוא נוקב הגרמנים תיקנו את הנזק במהירות. את בעיית הצוללות פתרו בעלות הברית באמצעות שילוב של טכנולוגיות אחרות שנועדו לתקוף את הצוללות עצמן, בהן מטוסי סיור ותקיפה ארוכי טווח, סונאר משופר בכלי שיט, פצצות עומק יעילות ומודיעין מדויק.
בעיית הבונקרים המבוצרים נותרה בעינה, ואפילו החמירה כשהגרמנים בנו מתקנים כאלה לאחסון והרכבה של טילי V1 ו-V2, לקראת סוף המלחמה. האמריקאים פיתחו פרויקט שאפתני להעמיס מטוסים כבדים בטונות של חומר נפץ, ולרסק את הפצצות המעופפות אל הבונקרים בטיסה נשלטת מרחוק. אבל גם כאן נרשם כישלון, בעיקר עקב קשיים וכשלים טכניים, והפרויקט גבה בין השאר את חייו של הטייס ג'וזף קנדי (Kennedy), אחיו הגדול של ג'ון קנדי, לימים נשיא ארצות הברית.
הבטון שהכריע את חיל האוויר האמריקאי. המבנה הממוגן של מספנת הצוללות הגרמנית בסנט נזר, צרפת, אפריל 1942 | צילום: Bundesarchiv, Wikipedia
בעזרת הפיזיקה
את מה שהאמריקאים לא הצליחו לעשות, כן עשו בעלי בריתם הבריטים, ובראשם המהנדס האנגלי ברנס ווליס (Wallis). הפצצה חודרת הבונקרים שלו נשענה על פיתוח גרמני של פגזים חודרי שריון, והתבססה על שלושה עקרונות: מבנה, מסה ומהירות. לפצצות שהוא פיתח היה מבנה של צינור צר וארוך, בעל חרטום חרוטי עשוי מחומר חזק מאוד – הבריטים מיחזרו לשם כך את הפלדה של קני תותחים. גוף הפצצה צויד בכנפונים שגרמו לה להסתובב סביב עצמה, כמו בורג. מכאן, נתנו לפיזיקה לעשות את שלה: הפצצות הכבדות, במשקל כמה טונות, הופלו מגובה רב והאיצו למהירות עצומה – גבוהה ממהירות הקול. השילוב של המהירות, המסה, הסיבוב והחרטום השפיצי שעשוי מחומר קשיח במיוחד גרמו לכך שהפצצה התחפרה בקרקע – ואפילו בשכבת בטון – בטרם התפוצצה. הפצצות של ווליס היו יעילות אפילו יותר אם לא פגעו ישירות במטרה, אלא לידה: הן ננעצו באדמה, לעיתים בעומק של יותר מעשרה מטרים, וכשהתפוצצו שם, גלי ההדף שהתפשטו בתווך הצפוף ערערו את יסודות המבנה וגרמו לקריסתו. לכן הן כונו לעיתים "פצצות רעידת אדמה" או "פצצות סייסמיות".
בעזרת הפצצות האלה הצליחו הבריטים במקומות שבהם האמריקאים נכשלו. הם הרסו את אחד ממתקני השיגור של טילי V2, מוטטו גשרים, השמידו מתקנים מבוצרים, וגרמו לקריסה של מנהרת רכבות, בהפצצה שמנעה מהגרמנים לשנע תגבורות טנקים לחזית עם הפלישה של בעלות הברית. הם אפילו גרמו נזק כבד למספנות הצוללות בצרפת שהאמריקאים נכשלו בפגיעה בהן. הפצצות של ווליס היו הבסיס לכל הפצצות חודרות הבונקרים שפותחו מאז. למרות ההצלחה המוכחת, האמריקאים לא מיהרו לאמץ את הטכנולוגיה. הם אמנם פיתחו פצצת רעידת אדמה ענקית, במשקל עשרים טונות, אבל בסיום המלחמה, כשכבר היה בידיהם נשק גרעיני, לא היה להם דחוף להשקיע גם בפיתוח פצצות חודרות בונקרים. עם זאת, הם אימצו את אחת הפצצות של ווליס, הוסיפו לה אפשרות לכוון אותה במעופה בשליטה מרחוק, ועשו בה שימוש מוגבל במלחמת קוריאה.
"מכסחות הבונקרים" הראשונות. סרטון על פצצות "רעידת האדמה" של ברנס ווליס במלחמת העולם השנייה (באנגלית):
עידן הדיוק
הצורך האמריקאי בפצצות חודרות בונקרים התעורר רק ב-1991, בעת מבצע "סופה במדבר", הידוע גם כ"מלחמת המפרץ הראשונה". המודיעין האמריקאי הצביע על לא מעט בונקרים של צבא עיראק שהיו מבוצרים היטב ובנויים עמוק מתחת לפני האדמה. האמריקאים היו זקוקים לנשק קונבנציונלי שיוכל לפגוע במתחמים כאלה, ובתוך שבועות אחדים פיתחו גרסה משלהם לפצצות של ווליס, עם טכנולוגיה חדישה יותר. הפצצה, GBU-28, הייתה במשקל כ-2,000 קילוגרם, מתוכם פחות מ-300 קילוגרם של חומר נפץ. אבל היא הייתה יעילה מאוד, ויכלה לחדור דרך ששה מטרים של בטון או כשלושים מטרים של קרקע. החידוש העיקרי היה מערכת הכוון מבוססת לייזר, שאיפשרה לכוון את הפצצה למיקום מדויק מאוד, באמצעות הארה עליו בלייזר ממטוס או מהקרקע. שכלול נוסף היה מנגנון השהיה שמנע פיצוץ מוקדם מדי, והבטיח שהוא יתרחש רק כשהפצצה חדרה לעומק המרבי.
אף על פי שמדינות נוספות מפתחות פצצות כאלה, בהן רוסיה והודו, ארצות הברית נטלה את ההובלה בתחום, והיא מפתחת כל הזמן פצצות חודרות בונקרים גדולות יותר, חזקות יותר, ומדויקות יותר. גם ישראל מפתחת פצצות משלה, לרוב קטנות יחסית. הפצצות הקטנות אינן יכולות לחדור דרך מטרים של בטון, כמו אחיותיהן הגדולות, אבל הן מתאימות יותר לשימוש באזורים עירוניים צפופים, שם דרושה לעיתים פגיעה מדויקת מאוד, עם כמה שפחות סיכון לשכנים של המטרה.
בין אם מדובר בפצצות גדולות או קטנות, העקרונות הפיזיקליים של פצצות חודרות בונקרים הם עדיין אותם עקרונות כמו של הפצצות בימי מלחמת העולם השנייה. עם זאת, במשך השנים נוספו להם פיתוחים שמעצימים עוד את היכולות שלהן.
פצצה מונחית-לייזר. מטוס F-15 של חיל האוויר של ארצות הברית מטיל פצצת GBU-28 באימון | צילום: Tech. Sgt. Michael Ammons, USAF, Public Domain
חזק יותר, חכם יותר
כדי לשפר את חדירת הפצצה דרך בטון, שריון, קרקע או תווך קשה אחר, צריך להגדיל את האנרגיה שלה. זה יכול להתבצע באמצעות הוספת מסה – ככל שהפצצה כבדה יותר, היא צוברת אנרגיה רבה יותר, ועוצמת חדירתה גדולה יותר. דרך נוספת לעשות זאת היא הגדלת המהירות של הפצצה – במקום להסתמך על נפילה חופשית בלבד, אפשר לצייד את הפצצה במנוע רקטי, שיאיץ אותה למהירות גבוהה, וישפר את כושר החדירה. לצד שימוש באחד המאפיינים האלה, או בשניהם, עיצוב הפצצה כצינור צר וארוך מסייע למקד את האנרגיה שלה בשטח קטן יותר, וכך מגביר עוד את החדירות.
בפצצות הראשונות השתמשו המהנדסים בפלדה כדי להעניק ל"שפיץ" המוביל את החדירה את החוזק המכני הדרוש לניתוץ בטון או חומר קשה אחר. כיום אפשר להשתמש בחומרים קשים עוד יותר, כמו למשל אורניום מדולדל. האורניום בטבע מורכב משני איזוטופים עיקריים: רובו הגדול – 99.3 אחוז – הוא האיזוטופ אורניום-238. היתרה, שבע אלפיות בלבד מכלל האורניום בטבע, היא האיזוטופ אורניום-235, שהוא החומר הבקיע המשמש בפצצות גרעיניות. בתהליכי העשרת אורניום מגדילים את ריכוז האיזוטופ הבקיע – אורניום-235. התוצר הנוסף בתהליך הוא אורניום מדולדל, כלומר בעל ריכוז מוגדל של אורניום 238, שהוא מתכת צפופה וקשיחה במיוחד. אפשר להקשיח אותה עוד באמצעות ייצור סגסוגות עם מתכות כמו טיטניום או טונגסטן. יתרון נוסף של האורניום בפצצה הוא שזו מתכת דליקה: היא מתלקחת בטמפרטורות של מעל 600 מעלות צלזיוס, שמושגות בנקל כשחומר הנפץ מופעל, והבעירה שלה מגבירה עוד את הנזק.
בנוסף, שימוש בסגסוגות חזקות וקלות יחסית מאפשר לדחוס לפצצה יותר חומר נפץ, בלי להגדיל את המסה. אמנם, כמו שציינו, מסה גדולה מגילה את כוח החדירה, אבל היא גם מקטינה את מספר הפצצות שמטוס יכול לשאת, ומקטינה את טווח הטיסה. כמובן שככל שיש בפצצה יותר חומר נפץ, כוח ההרס שלה גדול יותר.
אחת הפצצות החודרות הגדולות ביותר. מטוס B-52 אמריקאי מטיל באימון פצצת GBU-57, במשקל 14 אלף קילוגרם ובאורך ששה מטרים | צילום: US DoD, Public Domain
שכלולים נוספים לפצצות החודרות הגיעו מחזית המרעומים, מנגנוני ההפעלה של חומר הנפץ. כיום אפשר לשלב בפצצות מרעומים חכמים וממוחשבים, שמסוגלים למדוד את התקדמות הפצצה בקרקע, או בתווך שהיא צריכה לחדור דרכו, ולתזמן את הפיצוץ למועד ההרסני ביותר. אם הפצצה חודרת דרך גג בניין, למשל, המרעום יכול לספור את הקומות שהיא יורדת דרכן, ולהפעיל את הפצצה בקומה הרצויה.
התקדמות חשובה לא פחות נעשה בדיוק של הכוונת הפצצות. כיום הן מוכוונות באמצעות מערכת איכון לווייני, כמו GPS או מערכות מקבילות. בנוסף הן מצוידות במערכות ניווט אינרציאלי, שמאפשרות להן לחשב בדיוק את מיקומן לפי קואורדינטות המטוס ששיגר אותן, בלי צורך בהכוונה מגורם חיצוני כמו לוויין. כך אפשר להתגבר על שיבושים או חסימות של אותות לוויינים.
השיפורים הטכנולוגיים בפצצות חוסכים מהטייס שמטיל אותן את הצורך לכוון את הפצצה בעצמו. מה שנותר לו לעשות מרגע שהגיע לטווח מסוים מהמטרה הוא רק ללחוץ על כפתור, לשחרר את הפצצות לדרכן ולתת לטכנולוגיה ולפיזיקה לעשות את השאר. זה מאפשר להטיל כמה פצצות יחד, לעיתים על אותה מטרה, ולדאוג שהן יתפוצצו באותו זמן. זה מגדיל מאוד את כוח ההרס, ומקטין מאוד את הסיכוי של המטרה לעמוד בפני ההתקפה.
14 טונות של הרס. סרטון קצר על פצצת GBU-57 (באנגלית):
