미국의 지상 관통 폭탄의 원리

폭탄 1호 - 미국의 "Heavy Ordnance Penetrator"

2007년 12월 미 공군은 "Massive Ordnance Penetrator"(MOP, Massive Ordnance Penetrator)를 개발 중이라고 발표했습니다. 테스트 장비는 B-2에 있습니다. 이는 MOP가 곧 실용화 상태에 들어가 세계에서 가장 큰 재래식 폭탄이 될 것이며 폭탄의 지상 타격 깊이에 대한 새로운 기록을 세울 것임을 보여줍니다.

점진적인 요구가 MOP로 이어진다

'중관통탄'(MOP)은 미국 국방위협경감국이 투자한 기술 실증 프로젝트로 주로 특수무기를 개발하는 데 있다. 목적 강화된 깊은 지하 목표물을 공격하도록 설계된 13.6톤(30,000파운드)의 재래식 지구 관통 폭탄입니다. 이 폭탄은 미국의 지구 관통 무기 기술의 정점이라고 할 수 있습니다. 비록 등장한 지 오래되지 않았지만 그 기술은 오랫동안 발전해 왔습니다.

이란-이라크 전쟁 동안 이라크는 이란의 폭격에 저항하기 위해 많은 주요 군사 기반 시설을 지하로 옮겼습니다. 걸프전 초기 미군은 바그다드 북부 알오타키 공군기지의 지하 요새에 반복적으로 폭격을 가했지만 요새의 본체는 피해를 입지 않았다. 나중에 유명한 GBU-28 "Fortress Destroyer" 드릴입니다. 전쟁 당시 미 공군은 GBU-28을 이용해 이라크에서 발견된 대부분의 지하 표적을 파괴했지만, 결국 미숙아였고 타고난 단점을 안고 있었다. 예를 들어, 공중에서 GBU-28의 조종성은 매우 열악하고, 조준은 매우 정확해야 하며, 관통 깊이와 폭발력은 여전히 ​​전쟁의 실제 요구를 충족시킬 수 없습니다. 이 때문에 미군은 땅굴착 기술 개발을 고려해야 한다.

미래 미군의 지하 표적 공격용 무기 개발은 기본적으로 두 가지 사고방식으로 전개될 것이다. 첫째, GBU-43/B MOAB(Mother of All Bombs) 대형 폭탄은 연료-공기 폭탄의 원리를 이용하여 개발되었습니다. 이러한 폭탄은 주로 지하시설물에 구멍을 뚫고 폭파시켜 호기성 폭발과 호기성 연소를 일으켜 고압의 충격파와 고열 에너지, 혐기성 구역을 발생시켜 무기, 장비, 건물을 파괴하고 인명 질식사를 유발하는 방식으로 지하 목표물을 공격한다. 지하시설에서. 이번 살인은 간접적이다. 또 다른 아이디어는 표적을 직접 타격할 수 있는 지상 관통형 중폭탄을 개발하는 것으로, 이를 '직접 공격형 고체 표적 무기'라고 부른다. a B-52 및 B-2용 9,072kg(20,000파운드급) 악천후 정밀 유도 직접 공격 폭탄은 JDAM 프로그램에서 개발한 유도 구성 요소를 활용하여 악천후 조건에서의 공격 요구를 충족합니다. HTSF(Hardened Target Smart Fuze)는 지상관통폭탄용으로 개발된 전자신관으로 지면의 층수, 거리, 시간에 따라 폭발점을 조절할 수 있다. 폭탄이 목표물에 닿을 때 중력가속도의 변화에 ​​따라 토양, 콘크리트, 암석, 공기를 구별할 수 있는 기술이 오늘날의 '중토관통폭탄(MOP)' 개발의 기초가 되었습니다.

2001년 아프가니스탄에서 커지는 '빅 블루' 전쟁. 개량형 GBU-28이 더 널리 사용되었지만, 전쟁 관행으로 인해 미국인들은 기존 지상 관통 폭탄의 부족함을 느꼈습니다. 빈 라덴이 이끄는 탈레반 지도부는 토라보라에 여러 개의 대형 동굴이 숨어 있었지만 GBU-28의 지상 침투 깊이와 위력이 여의치 않아 미 공군은 대형 재래식 미사일 개발을 제안했다. 무게가 13.6톤이고 지상 관통 깊이가 30.48미터(100피트) 이상인 폭탄입니다. 이를 "빅 블루" 또는 "딥 블루"라고 부릅니다(BLU-82에도 이 별명이 있음). 미 공군은 2002년 3월에 서명했습니다. 전쟁의 긴급한 요구를 충족시키기 위해 Northrop Grumman 및 Lockheed Martin과 긴급 구매 계약을 맺었습니다. 이 무기는 원래 전장에서 개발될 예정이었지만 탈레반의 급속한 붕괴로 인해

2003년 2월 하타미 전 이란 대통령은 이란의 우라늄 매장지가 발견되었으며 우라늄 전환 및 우라늄 농축 시설을 건설할 것이라고 발표했습니다.

국제원자력기구(IAEA) 엘바라데이 사무총장이 제출한 2004년 이란 핵문제 이행보고서에 따르면 이란은 당시 이미 1140개의 원심분리기를 보유하고 있었고 모두 새로 건설된 지하시설에 배치돼 있었다. 이에 미 국방부 과학전문가그룹은 2만~3만파운드 규모의 대형 대지관통폭탄 2종과 공중투하형 폭탄 개발을 포함해 폭격기가 투하하는 대규모 대지관통폭탄 개발을 다시 한번 제안했다. -연료 폭탄. 이는 지구 관통 무기 기술 개발에 전례 없는 기회를 제공하고 대규모 지구 관통 핵폭탄을 만들었습니다. 관통 폭탄 계획이 점점 더 현실화되었습니다.

2004년 11월 1일 미 국방부는 잉글 공군기지 공군연구소와 보잉이 '중지구 관통 폭탄'에 서명했다고 발표했다. (MOP) 개발 계약. 계약은 3단계로 나누어진다. 1단계와 2단계는 주로 폭탄의 지상 침투 및 폭발력 기술의 테스트 및 개발을 위한 것이다. 2005년 5월 보잉은 MOP 기술 시연 작업의 첫 번째 단계를 성공적으로 완료했습니다. 2005년 6월부터 시작되는 2단계에는 MOP의 지상 정적 시험, 하중의 손상 방지 효과 시험, 실제 터널 표적에 대한 폭발력 시연이 포함됩니다. 2007년 3월 14일, White Sands Missile Range의 Weapons Tunnel Facility MOP에서 정적 터널 전력 테스트가 성공적으로 완료되었습니다. 미국 국방부가 이란과 북한 핵 위기라는 가장 중요한 순간에 시험개요를 공개해 공식적으로 MOP 계획을 전면에 부각시키며 국민의 관심을 끌었다. 이 작업 단계는 2007년 11월에 종료되었습니다. 현 시점에서 MOP 폭탄 자체의 개발 작업은 기본적으로 완료되고, 기술적인 개요도 기본적으로 결정된다.

현재 진행 중인 것은 2007년 12월부터 2008년 7월까지 지속된 MOP 3단계이다. 이 단계에서는 B-2와 B-52에 대한 MOP 장착 테스트와 비행 및 인도 테스트가 수행됩니다. 이 단계에서는 요새와 터널의 목표물에 대한 폭탄의 관통 깊이와 위력을 테스트하기 위해 5회 이상의 실제 전달 테스트가 수행됩니다. 미군이 공개한 정보에 따르면 B-2는 내장된 폭탄 베이에 MOP 2개를 탑재할 수 있다. 2007년 12월 미주리주 화이트맨 공군기지에 있는 미 공군 제509폭격단이 모습을 드러냈다. 기지는 시뮬레이션된 B-2에 MOP를 성공적으로 시험 설치했습니다. 미 국방부가 발표한 계획에 따르면 MOP는 2008년 말까지 시험을 완료하고 초기 전투 능력을 갖추게 될 것이다. MOP는 2009년 봄에 완전한 전투 능력을 갖추고 공식적으로 병력을 갖추기 시작할 것이다.

특이한 MOP

현재 미국이 발표한 MOP로 판단하면 이 폭탄은 길이 6.2m, 지름 0.8m, 무게 13.6톤으로 GPS/INS 유도 방식을 사용한다. 중앙에 "X"자 모양으로 짧은 수평 날개가 4개 설치되어 있고, 꼬리 부분에 접이식 그리드 꼬리 날개가 4개 있습니다.

지하 침투력이 강해 지하 시설 깊은 곳까지 공격할 수 있다. 폭탄의 지상 침투 깊이는 다양한 복합적 요인에 의해 제한된다. 드릴로 뚫은 폭탄에 흙이나 암석이 가하는 감쇠력은 강화된 강철 폭탄 케이스를 손상시키고 그 안에 들어 있는 폭발 장치를 손상시킬 수 있습니다. 현재 지면 관통 깊이를 추정하는 가장 과학적인 방법은 '장기 드릴 지면 관통' 이론으로, 최대 가능한 지면 관통 깊이는 지면을 관통하는 발사체의 길이와 밀도에 정비례하고, 이에 반비례한다고 본다. 표적의 밀도에 비례합니다. 계산 결과에 따르면 현재 가장 강한 재료를 사용하여 폭탄 상자를 제작하더라도 지상에 대한 충격 속도는 3000m/초를 초과할 수 없으며 모든 조건이 이상적일 때 해당 지상 관통 깊이는 일반적으로 10m를 초과하지 않는 것으로 나타났습니다. 폭탄의 길이는 배이고, 폭탄의 길이는 운반 항공기에 의해 제한됩니다. 실제 적용 시 충격 속도와 지면 관통 깊이가 위 값을 초과할 경우 폭탄과 내부 기폭 장치가 심각하게 손상되어 폭탄이 정상적으로 폭발하지 못할 수 있습니다. MOP는 이 이론을 바탕으로 개발됐으며, 탄두 껍질은 니켈-코발트강 합금으로 만들어졌으며, 천공 깊이는 일반 철근 콘크리트의 경우 60m, 초강화 콘크리트의 경우 8m로 예상된다. BLU-113이 유지하는 콘크리트층 6미터 또는 토양층 30미터라는 기존의 지상 침투 깊이 기록을 초과했습니다.

폭발력은 강력해 단단해진 목표물에도 타격을 줄 수 있다. 과거 테스트 결과 1,000kg짜리 폭탄이 땅을 관통할 때 폭탄 껍질이 손상되지 않도록 하는 동시에 위력도 확보해야 하는 것으로 나타났다. 약 227kg의 고고도 폭탄만 운반할 수 있지만, 이 정도 규모의 폭발물은 넓은 면적의 지하 터널 네트워크와 그 안에 있는 장비를 효과적으로 파괴할 수 없습니다. 큰 "무게"로 인해 MOP에는 2,700kg의 폭발물이 포함되어 있습니다. 전체 중량의 20%에 불과하지만, 고성능 폭약을 사용하기 때문에 위력은 기존 지상 관통형 폭탄보다 수십 배 이상 높다. 미 공군은 같은 위치에 여러 개의 폭탄을 투하하는 것이 더 효과적인지, 아니면 하나의 대형 폭탄을 투하하는 것이 더 효과적인지 판단하기 위해 광범위한 비교 실험을 수행해 왔습니다. 결국 MOP를 선택했습니다.

미국은 2007년 3월 뉴멕시코주 화이트샌드 미사일 시험장에서 헬리콥터와 지프가 가득 찬 터널에서 MOP의 첫 번째 전력 시험을 실시했다. 폭발 현장 측정 결과, 그 위력은 현재 미 공군에서 운용 중인 가장 강력한 탄약의 3.5배에 달하는 것으로 나타났습니다.

높은 명중 정확도와 다양한 공격 옵션이 가능하다. MOP의 유도 방식은 JDAM과 유사하며, GPS 유도도 활용해 악천후 속에서도 정밀한 공격이 가능하다. MOP에는 GPS 외에도 관성 유도(INS) 솔루션도 포함되어 있어 GPS 신호가 간섭을 받을 때 목표물을 더 정확하게 타격할 수 있습니다. 폭탄은 꼬리 부분에 4개의 그리드형 꼬리 지느러미가 장착되어 있어 폭탄의 활공 비행 중에 비행 방향을 조정하여 정밀한 타격을 수행할 수 있을 뿐만 아니라 최종 비행 구간에서 폭탄을 다양한 각도에서 공격 위치로 조정할 수 있습니다. , 가장 효과적인 공격 각도에서 공격할 수 있습니다. 예를 들어, 최대 침투 깊이를 보장하기 위해 폭탄은 일반적으로 대상 표면에 수직인 각도로 공격합니다. 이렇게 하면 도탄을 방지하고 살상 위치를 놓치는 것도 방지할 수 있습니다.

또한 이 폭탄은 BLU-109, BLU-113 지구관통폭탄용으로 개발된 신형 민감신관을 사용하고 있어 탄두의 층수와 관통거리를 정확하게 측정할 수 있다. 사전 프로그래밍된 최적의 폭발 지점을 사용하여 관통 탄두를 폭발시켜 최대 피해 효과를 얻습니다.

고고도 투하, 스텔스 침투에 적합하다. MOP가 기존 미국 대형폭탄과 가장 큰 차이점은 B-2, B-52 등 실제 폭격기에 탑재된다는 점이다. BLU-82와 "모든 폭탄의 어머니"는 모두 C-130 수송기에 의해 투하되었습니다. 비록 러시아의 "모든 폭탄의 아버지"가 Tu-160 폭격기를 사용하여 투하했지만, 발표된 상황으로 판단하면 Tu-160은 가능합니다. "Mother of All Bombs"는 "Father" 하나만 휴대하고, MOP의 B-2 장착 계획은 동시에 두 개의 폭탄을 탑재하는 것입니다. 상식적으로 보면 B-2의 최대 폭탄 적재량은 23톤에 가깝습니다. 13.6톤 MOP 2개를 탑재할 수는 없지만 항공기 내부 연료 적재량은 80~90톤에 달한다. 미군은 폭탄 탑재량 문제를 해결하기 위해 연료를 줄이는 방식을 채택할 것으로 추정된다. B-2의 범위에 따라 전방 공항에 배치하거나 공중 급유 횟수를 늘릴 수 있습니다.

GPS 유도를 사용하기 때문에 B-2는 10km 이상의 고도에서 MOP를 투하할 수 있습니다. 다른 지상 관통 폭탄에 비해 MOP 중앙에 있는 4개의 짧은 수평 날개의 면적이 더 넓어 MOP가 전체 중량이 더 커짐에도 불구하고 더 넓은 활공 거리를 가질 수 있으며, 더 높은 투하 높이도 가능합니다. 더 멀리 미끄러지도록 말이죠. 전시 납품 수요로 볼 때 활공 거리는 20km 이상으로 추정됩니다. MOP는 B-2의 폭탄 베이에 장착되므로 스텔스 성능에 영향을 미치지 않습니다. 이를 통해 B-2는 공격 작전 중에 보이지 않게 관통하고 첫 번째 공격에서 중요한 목표를 공격하는 데 집중할 수 있습니다. 동시에 항공기가 가능한 한 빨리 전쟁 지역을 떠나도록 보장하고 승무원과 항공기의 안전을 보장합니다.

MOP의 후유증

미국은 단순히 세계 1위 폭탄 자리를 잡기 위해서가 아니라 더 깊고 더 많은 고려를 하기 위해 MOP 개발에 노력을 아끼지 않는다.

대형 지상 관통 탄약의 타당성 검증 최근 미국 군용 항공 탄약은 소형과 초대형이라는 두 가지 극단으로 발전했습니다. 미국은 부수적 피해를 줄이기 위해 소구경 폭탄(SDB)을 개발하는 한편, 핵무기 사용 금지 이후 재래식 탄약의 부족한 위력을 보완하기 위해 강력한 초대형 폭탄 개발에 적극 나서고 있다. 그러나 지상관통폭탄의 개발에서는 폭탄의 지상관통 깊이와 위력의 모순이 해결된 적이 없다.

폭탄이 지면을 관통할 수 있는 충분한 강도를 확보하기 위해 폭탄의 구조적 중량이 차지하는 비중이 매우 크기 때문에 폭발물의 양이 줄어들어 폭발력이 약해집니다. 화약의 비중을 높인 후에는 화약의 강도가 땅속 깊이 관통하는 것을 보장할 수 없습니다. MOP의 개발 과정을 보면 초기 단계의 주된 주장은 이 문제를 해결하는 것이었다. 2006년 3월 미국 위협감소국(U.S. Threat Reduction Agency) 국장인 제임스 타고넬리(James Tagonelli)는 MOP가 실제로는 대규모 지구 관통 무기의 설계 원리를 이해하고 하드 타겟 무기를 공격하는 데 필요한 해당 매개변수를 수집하는 데 주로 사용되는 테스트 프로젝트라고 말했습니다. .

지구 관통 핵무기의 기술적 기반을 마련했다. 미국은 이미 2003년부터 강력한 지구 관통 핵폭탄(RNEP)의 실증과 개발을 시작했다. 그러나 이 프로그램에 대한 예산 적용은 쉽지 않았다. RNEP 프로젝트는 2005회계연도부터 2007년까지 3년 연속 의회에 의해 차단됐다. 거부된 후 미국 원자력안전청은 2006년 2월 RNEP 프로젝트 중단을 발표해야 했다. RNEP 계획은 실제로 저위력 핵무기 개발, 첨단 개념 기술, 지구 관통 폭탄, 시험 준비 등 네 가지 측면으로 나눌 수 있다. 자금 확보가 어려웠을 때 미국은 더 쉬운 것부터 시작해서 더 어려운 접근 방식을 채택하여 먼저 기존의 토공 굴착 기술에 대한 자금 승인을 위해 노력했습니다. 2005년 9월, 미국 상원 국방 세출 소위원회는 핵 지구 관통 폭탄 프로그램에 대한 예산을 핵 지구 관통 폭탄에 할당하지 않고 전통적인 지구 관통 폭탄 연구에 400만 달러를 할당했습니다. 이는 실제로 동일한 기술로 지구 관통형 폭탄의 현장 테스트를 수행할 수 있게 하여 향후 지구 관통형 핵폭탄 개발을 위한 관련 기술을 제공합니다. 하원 군사위원회는 2005년에 이 테스트 결과가 다양한 지구 관통 탄약에 적용 가능하다고 보고했습니다. 즉, 지구 관통형 핵폭탄에 대한 직접적인 자금 지원은 승인되지 않았지만, 여전히 필요한 지구 관통형 개념 기술 연구를 수행할 수 있으며, 이는 향후 지구 관통형 핵폭탄 개발의 길을 열어준다. .

깊은 지하 표적에 대한 공습을 보다 유연하게 만듭니다. MOP가 가동되기 전에 미군은 지하 표적을 공격하기 위해 '파일 공격' 전술을 사용하거나 ""와 같은 연료 공기 폭탄을 사용했습니다. Mother of Bombs'로 구멍을 뚫는다. "파일 공격"은 고체 표적에 대해 여러 개의 레이저 유도 폭탄을 동일한 지점에 겨냥하는 전술입니다. 즉, 후자의 폭탄은 이전 폭탄의 파괴 효과를 이용하여 점차적으로 내부를 "파고" 들어가는 방법입니다. 탄약 소모량이 많고, 레이저 유도 등 고정밀 유도 방식만 사용할 수 있다. 후자의 공격 방식은 폭탄이 적 터널 입구를 정확하게 타격하고 방폭문을 파괴하여 터널 내부의 목표물에 위협을 가하는 방식입니다. MOP는 구멍을 찾을 필요 없이 지하 터널에 직접 구멍을 뚫거나, 대상 근처의 지하 흙이나 암석에서 폭발할 수 있으며, 흙이나 암석은 폭발의 위력을 지진파로 극대화시켜 살상 효과를 높인다. 이는 표적에 대한 피해를 크게 완화합니다. 정확한 위치 정보가 필요합니다. 폭발력은 지하 곳곳으로 퍼져 인근 지하터널과 장비를 짓누르고 뒤틀며, 생성되는 거대한 지하 충격파는 먼 거리에서도 장비를 손상시키고 인명을 사망에 이르게 할 수 있다. 이는 실제 전투에서 매우 중요한 의미를 갖는다. 예를 들어 1990년대 중반 미국은 리비아에 지하 신경작용제 생산공장이 건설됐다고 주장했다. 이 시설은 트리폴리에서 남동쪽으로 60km 떨어진 지하 18m 이상에 건설됐다. 공격 계획을 세우는 데 가장 큰 어려움은 정확한 위치를 파악할 수 없다는 점이다. 그러나 이 위치에는 분명히 60m에서 140m 간격으로 2개의 터널 입구가 있는 것으로 육안 검사에 따르면 두 개의 터널이 순항 미사일 공격에 저항하기 위해 입구 근처에 큰 바위를 둘러싸고 있는 것으로 추정되지만 그 여부는 확실하지 않습니다. 터널은 같은 방향으로 뻗어 있거나 바위 근처에서 급회전했습니다. 터널이 바위를 중심으로 600도 회전한다면 아마도 본 공장 건물은 길이 240m, 폭 80m의 직사각형 지역이 될 것입니다. 가장 좋은 계획은 이 직사각형 지역의 중앙에 공격 지점을 설정하는 것입니다. 미국은 당시 이 깊이까지 도달할 수 없었습니다. 미국은 그렇게 넓은 지역을 파괴할 수 있는 재래식 지구 관통 무기를 보유하고 있습니다. MOP는 과거에 핵폭탄을 터뜨려야 했던 불분명한 지하 목표를 달성할 수 있습니다.