"变形金刚"不是它对手 电磁脉冲武器的前世今生

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导读:"变形金刚"不是它对手 电磁脉冲武器的前世今生 ● 辛颖   随着科幻大片《变形金刚2》以惊人的“抢钱”速度席卷中国电影院线,“电磁脉冲武器”这个名词也跟着“火”了起来。影片中,不仅出现了电磁脉冲干扰及破坏通信线路的场景,连霸天虎的首领“威震天”也曾身陷磁场中不得脱身。可见,即便是威力无比的“变形金刚”,在电磁攻击面前同样十分脆弱。那么,什么是电磁脉冲武器?它的诞生过程与发展前景如何?   1.绰号“信息设备终结者”   电磁脉冲是一种瞬变电磁现象,泛指雷击产生的电磁

"变形金刚"不是它对手 电磁脉冲武器的前世今生


● 辛颖




随着科幻大片《变形金刚2》以惊人的“抢钱”速度席卷中国电影院线,“电磁脉冲武器”这个名词也跟着“火”了起来。影片中,不仅出现了电磁脉冲干扰及破坏通信线路的场景,连霸天虎的首领“威震天”也曾身陷磁场中不得脱身。可见,即便是威力无比的“变形金刚”,在电磁攻击面前同样十分脆弱。那么,什么是电磁脉冲武器?它的诞生过程与发展前景如何?


1.绰号“信息设备终结者”


电磁脉冲是一种瞬变电磁现象,泛指雷击产生的电磁脉冲、开关产生的电磁脉冲或高空核爆及电磁脉冲炸弹产生的电磁脉冲。它具有涵盖面积大、持续时间短、能量与频率范围宽的特性,能在极短时间内,以电磁波的形式将强大能量传至远处。


电磁脉冲武器则是一种利用强电磁脉冲摧毁来袭导弹、电子设备甚至扰乱人的大脑神经系统、使人暂时失去知觉的武器,有时也称为电磁脉冲产生器。电磁脉冲武器通常由初级能源、能量转换装置、射频脉冲产生器和发射天线等几部分组成。


电磁脉冲可以与电缆、导线和天线等耦合,把能量传递给电子设备,致使其失效或损坏;还能使磁性存贮器(磁心、磁鼓和磁带等)消磁或失真,抹去存贮的信息。此外,电磁脉冲还可以使飞机和导弹等的金属外壳上产生很大的感生电流,这种电流通过壳体上的隙缝或舱口耦合到壳内,可使电子元器件、线路和设备受到不同程度的影响。


美国进行的试验表明,核电磁脉冲能破坏50公里以外没有防护措施的B-1轰炸机。由此看来,高能电磁脉冲确实是不折不扣的“信息设备终结者”。不过,人们真正认识它,并将其制成武器却是出于偶然。


2.诞生于核爆“蘑菇云”中


提到“蘑菇云”,人们自然会联想到原子弹。见过原子弹爆炸的人很少,但是,几乎人人都见过“第二原子弹”爆炸,那就是自然界的雷电和静电现象。


1961年10月,苏联在北极圈新地岛上空35公里处进行氢弹试验。猛烈的核爆炸不仅毁灭了爆心附近的一切,还对数千公里范围内的电子系统产生强烈冲击。苏军的防空雷达被烧坏,无法探测空中目标;上千公里长的通信线路中断,部队1个多小时处于无法指挥的状态。


次年,美国太平洋的约翰斯顿岛上空进行核试验后,距该岛1400公里之遥的夏威夷檀香山陷入一片混乱。防盗报警器响个不停,街灯熄灭,动力设备上的继电器一个个被烧毁……当时,人们并不能解开这个谜。经过几年的研究,才发现这是核爆炸产生的电磁脉冲引起的后果。


实践证明,核电磁脉冲的破坏力异常惊人。在各国此后进行的核试验中,核电磁脉冲能量侵入电子、电力系统,烧断电缆、烧坏电子设备的事例屡见不鲜。而且,高空核爆炸产生的电磁脉冲危害,往往比地面和地下核爆炸更大,其脉冲强度大、覆盖区域广。还有记录指出,超高空核爆炸产生的电磁脉冲,曾使几颗低轨道人造卫星上的太阳能电池板和电子设备受损,因此,电磁脉冲亦可作为反卫星武器


由于大气的衰减作用,高空核爆炸产生的热、冲击波、辐射等效应,危害都不如电磁脉冲效应大。据测算,100万吨当量的核武器在高空爆炸时,约有万分之三的能量以电磁脉冲形式辐射出去。随着核技术的发展,一些国家研制出核电磁脉冲弹(E-BOMB),这种武器增强了电磁脉冲效应,削弱了冲击波与辐射,使用起来比一般核武器更灵活。


3.电磁脉冲弹日益精进


据了解,E-BOMB的基础理论最早于1925年由美国物理学家阿瑟·康普顿提出,目的是用于原子的研究。后来,在核试验中的意外发现,激起了各国军方将电磁脉冲用于战争的兴趣。对有核国家而言,核电磁脉冲弹的设计制造相对便捷,但也存在威力难以控制、可能造成放射性污染等弊端。于是,常规电磁脉冲武器的开发被提上日程。


美国一直处于E-BOMB研究的前沿。这项工作属于高度机密,目前普遍的猜测是,新一代E-BOMB利用高温超导体制造强大的磁场。但也有一种低成本、低技术的E-BOMB:FCG(磁通量压缩发动机)。


FCG是一种可在几十到几百微秒内产生百万焦耳能量峰值电能的装置。它的工作原理十分简单:将爆炸机械能转换为电磁场。起爆前,先由其他能源提供电流让FCG具有一定的磁通量。当启动电流达到峰值时,炸药起爆。随着爆炸冲击波持续前进,线圈的电磁场被不断压缩,并且让线圈内电流飙升,直到整个FCG崩溃而释放出巨大能量。


电磁脉冲武器的小型化也是其发展方向。美国新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯国家实验室,就成功研制出一种大小如手提箱的装置,可以产生强大的电磁脉冲。人们设想,由突击队员潜入敌国,把这种装置放在军事、经济或政治建筑物内,将其引爆即可破坏所有电子设备,造成混乱。当然,也可将其作为弹头射向敌军,以摧毁电子系统,破坏通信,影响武器操作。


美国应用物理学公司为美国空军制造的一套被称为“马克斯发生器”的装置,也可以产生高频电磁脉冲。该公司宣称:“我们正尝试把这套系统安装在无人驾驶的航空器、炮弹或导弹上,以便能制造出一种‘电磁雷场’,用来烧毁敌人导弹的控制装置。”实际上,这种电磁脉冲对电子设备实施的是“面摧毁”,其功率可达8000万瓦,瞬间即可使供电网和有线通信网短路,也可将几十公里范围内的电子元器件烧毁。


4.一旦参战破坏力无穷


人类研制电磁脉冲武器始于20世纪70年代,20世纪90年代进入实用化阶段。目前,美国的核与非核电磁脉冲弹均已形成实战能力。2004年,美军开始对新一代电磁脉冲武器进行广泛测试,计划最终将目前造价昂贵的电磁脉冲武器的成本降至400美元以下。


除美国外,俄、英、法、德、日等国,也都在进行高功率电磁脉冲武器的开发。有国际军事专家分析认为,两次海湾战争中,伊拉克之所以被动挨打,重要原因之一就是指挥控制系统和防空设施遭到破坏,丧失了对电磁环境的控制权。


韩国也对电磁脉冲武器表现出浓厚兴趣。据英国《简氏防务周刊》报道,韩国自1999年以来就在进行这方面的研究,准备在2010年前进行这种武器的测试,2011年至2015年间制造出能够实际作战的电磁脉冲弹,广泛装备陆海空三军。


军事专家指出,2003年8月影响了美国俄亥俄、纽约、马里兰、宾夕法尼亚、密歇根等州甚至加拿大部分地区的大停电,显示了E-BOMB的潜在威慑力。在这次大停电中,200多家发电站被迫关停,其中包括几家核电站。此外由于路灯不能照明,这些地区发生了空前的交通大堵塞。铁路、航空、天然气站和炼油厂等陷入瘫痪,电视和广播信号中断。虽然大停电只持续了一天,但它给美国带来的损失却以百亿美元计。


5.“电磁安防”已提上日程


有矛必有盾。对于电磁脉冲武器特性的研究已进行了近半个世纪,然而,对相应防护手段的研究,基本都停留在电磁兼容范畴内。目前,全球多数国家的许多军用、民用电子设备仍没有采取电磁脉冲防护措施,有的甚至无任何强制性出厂检验标准。换言之,一旦政府机构、金融中心、通信网络、广播电视等事关国计民生的重要系统和军事设施,遭受军事强国电磁脉冲武器的打击,势必将会造成不可逆转的彻底瘫痪,对国计民生形成重大伤害。


我国在颁布《气象法》之后,围绕雷电电磁脉冲的防护已经被正式提上日程。据我国军用电子信息设施雷电防护标准编委会委员、北京欧地安科技有限公司总裁佟建勋介绍,在雷电电磁脉冲防护方面,虽然中国起步较晚,但“加速度”很快。国家有关行业政策、法规、标准的陆续出台,极大地促进了防雷行业的整体发展,中国正在逐渐缩短与发达国家的差距。


北京欧地安科技有限公司是一家专业的“电磁安防”企业。佟建勋总裁表示,相对雷电防护及其他电磁信息安全产品而言,“高能电磁脉冲武器攻击防护”要求波形抑制效果更高,器件响应时间更快。如何有效提升电磁安防技术及应用,已是建立在国家安全高度上不可或缺的技术重点之一。★


(《青年参考》 2009年7月10日 星期五)


(责任编辑:黄子娟)

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