Sir Barnes Wallis adalah seorang insinyur jenius yang merancang bom yang sangat istimewa selama Perang Dunia II. Idenya adalah bahwa itu akan melambung di atas air dan menghancurkan bendungan Jerman di sepanjang Lembah Ruhr, menyebabkan banjir besar dan kerusakan pada pasokan air dan pembangkit listrik tenaga air.
Sebagian berkat film 1955 The Dam Busters, kisah di balik Operation Chastise, yang berlangsung pada 16 dan 17 Mei 1943, telah menjadi kisah perang waktu yang akrab. Tetapi kalkulasi kerja Wallis yang sebenarnya hilang (mungkin juga, dalam banjir tahun 1960-an). Jadi apa yang kita ketahui tentang ilmu kompleks di balik bom yang memantul?
Kita tahu bahwa Jerman menganggap bendungan mereka sebagai sasaran potensial bagi musuh-musuh mereka, dan menempatkan jaring torpedo di depan bangunan untuk melindungi mereka. Dan untuk menghancurkan sebuah bendungan, Wallis menyadari bahwa membumbui dengan banyak bom kecil tidak akan berhasil. Itu akan menjadi perbedaan antara melemparkan segenggam pasir ke jendela, dan kemudian melakukan hal yang sama dengan batu.
Wallis memperkirakan bahwa untuk melakukan kerusakan serius, satu bom empat ton harus diledakkan tepat di dinding bendungan pada kedalaman sekitar 30 kaki di bawah air. Pada masa itu, akurasi pemboman di ketinggian tidak cukup baik untuk menghasilkan ledakan bom yang tepat sasaran. Gagasan untuk memantulkannya melintasi air menuju bendungan seperti batu skimming telah diilhami.
Dalam eksperimen awal beberapa hal menjadi jelas. Pertama, agar bom memantul, itu harus berputar - dengan backspin. Persis seperti dropshot backspin di tenis, yang menyebabkan bola melayang di atas net.
Wallis mengetahui bahwa sebuah bom dengan backspin akan dinaikkan dengan apa yang dikenal sebagai efek Magnus melawan tarikan gravitasi ke bawah dan memastikan bahwa itu mengenai permukaan air dengan lembut. Jika bom menghantam air terlalu keras, itu akan meledak sebelum waktunya, menyebabkan kerusakan pada pesawat di atas, tetapi tidak ada kerusakan pada bendungan.
Berputar karena itu berarti bahwa bom dapat dikirim dari ketinggian yang dapat dikelola. Terbang dengan ketinggian 60 kaki sudah sangat rendah, tetapi tanpa backspin para pembom Lancaster harus terbang lebih rendah dan lebih cepat.
Dalam percobaan awal Wallis, ia bekerja dengan kelereng dan bola golf dan jelas bahwa bomnya berbentuk bola. Tetapi karena lebih mudah membuat bom silindris, selubung kayu bundar diikatkan pada silinder untuk membuatnya bulat.
Namun, ketika ditingkatkan ke ukuran penuh, selubung pada bom bola akan pecah karena terkena air. Tidak butuh waktu lama untuk memastikan bahwa casing bundar itu tidak perlu dan bahwa silinder telanjang akan memantul sama efektifnya.
Dokter berputar
Namun tidak seperti bola, silinder hanya akan memantul jika memantul lurus. Ini adalah alasan kedua yang baik untuk memintal bom, karena putaran menjaga sumbu silinder tetap horizontal sehingga menyentuh air dengan tepat. Sama seperti planet berputar Bumi, efek giroskop dari silinder pemintalan menstabilkan sumbu putaran.
Wallis menemukan manfaat kunci lain dari backspin. Bom itu tidak bisa menabrak tembok bendungan dengan kecepatan 240 mph, karena akan meledak sebelum waktunya dan tidak menimbulkan kerusakan berarti. Jadi dia memastikan bom itu mendarat tepat di dekat bendungan - tetapi karena masih berputar, ia melengkung ke bawah dengan lembut ke arah dinding bendungan. Pada saat mencapai kedalaman yang diperlukan itu tepat di atas bendungan di mana itu akan menyebabkan kerusakan maksimum.
Akhirnya, Wallis perlu tahu berapa banyak bahan peledak yang digunakan. Dia melakukan tes skala kecil pada model dan kemudian bekerja bagaimana meningkatkan jumlah bahan peledak untuk menangani bendungan setinggi 120 kaki, dan idealnya akan memuat bomnya dengan 40 ton bahan peledak. Dalam acara tersebut (hanya ada begitu banyak satu pesawat yang dapat mengangkutnya) ia hanya dapat menggunakan empat ton, demikian juga dengan kondisi gelap, ketinggian rendah dan tembakan musuh, ketelitian adalah kuncinya.
(Untuk percobaan bom memantul kami sendiri pada tahun 2011, kami menemukan bahwa 50 gram bahan peledak akan menghancurkan bendungan 4 kaki, jadi versi 30 kaki kami akan membutuhkan 160 kilogram. Kami menggunakan 180 kilogram hanya untuk memastikan ... dan itu benar-benar hancur. )
Setelah uji coba di atas air di Dorset dan Kent, serangan yang sebenarnya terjadi pada dini hari 17 Mei 1943, dengan 19 pembom Lancaster terbang keluar dari RAF Scampton di Lincolnshire. Setelah penerbangan tiga jam, pesawat pertama berbaris di bendungan Möhne, terbang pada 240 mph dan pada ketinggian rendah 60 kaki yang berbahaya.
Bom dilepaskan sekitar setengah mil di depan bendungan, memantul lima atau enam kali dan tenggelam tak jauh dari tembok. Pada kedalaman 30 kaki yang dibutuhkan, tekanan air memicu ledakan tepat di sebelah dinding bendungan. Secara keseluruhan, lima pesawat harus menjatuhkan bom mereka sebelum bendungan pertama dilanggar.
Serangan itu berbahaya, banyak nyawa melayang, dan pengaruhnya terhadap jalannya perang masih diperdebatkan. Satu hal yang pasti bisa kita setujui, 75 tahun kemudian, adalah bahwa Wallis dikenang sebagai insinyur genius.
Artikel ini awalnya diterbitkan di The Conversation.
Hugh Hunt, Pembaca Teknik Dinamika dan Getaran, University of Cambridge
