物理在军事上的应用

物理在军事上的应用-------结题报告

【课题背景】

物理学是一门基础学科，在现代社会中，由物理学孕育出的新技术已渗透到生活的各个角落。进入20世纪以来，最尖端的科学技术的发明，与军事力量的提升都离不开物理学的研究，因此，物理学的研究显得尤为重要。在当前的国际形势下，只有利用现有的物理知识，掌握高端技术，才能维护国家安全，为国家的发展建立一个强有力的后盾。【学生研究成果】

一、石墨炸弹

石墨炸弹又名软炸弹（soft bomb），因其不以杀伤敌方兵员为目的而得名。又因其对供电系统的强大破坏力而被称为断电炸弹（blackout bomb）。石墨炸弹是选用经过特殊处理的碳丝制成，每根碳丝的直径相当小，仅有几千分之一厘米，因此，可在高空中长时间漂浮。由于碳丝经过流体能量研磨加工制成，且又经过化学清洗，因此，极大地提高了碳丝的传导性能。碳丝没有粘性，却能附在一切物体表面。它通过爆炸或火药引爆散布在敌方阵地，破坏敌方防空和发电设备。碳丝可进人电子设备内部、冷却管道和控制系统的黑匣子。碳丝弹头对包括停在跑道上的飞机、电子设备、发电厂的电网等所有东西都产生破坏作用。

石墨炸弹的破坏原理如下

（1）激光制导的炸弹炸开、旋转并释放出100－200个小的罐体，每个约有可乐罐大小。

（2）每个小罐均带有一个小降落伞，打开后使得小罐减速并保持垂直。

（3）小型的爆炸装置起爆，使小罐底部弹开，释放出石墨纤维线团。

（4）石墨纤维在空中展开，互相交织，形成网状。

（5）由于石黑纤维有强导电性，当其搭在供电线路上时即产生短路造成供电设施崩溃。 blu－114／b石墨炸弹中施放出的碳素纤维较海湾战争中使用的同类武器更加纤细，纤维直径只有百分之几毫米。当石墨炸弹在开启、引爆后，无数碳素纤维线团使飘然展开，千丝万缕，如丝如絮，像一团团飘浮的白云。一旦搭落在裸露的高压电力传输线上或变电站（所）变压器及其它电力传输设备上，就会使高压电极之间产生短路，由于强大的短路电流通过石墨纤维使其汽化，产生电弧，并使导电的石墨纤维涂复在电力设备上，加剧了短路的破坏效果。在电场极强的区域，将会发生放电现象，即由电子迅速地形成离子通道导电并产生电弧。由此产生的高温会使放电的两极局部熔化。电弧和因短路过载而过热的供电设备也会引起失火，造成破坏。使遭受攻击的供电网瘫痪，引起大范围停电。

三、纳米武器

“麻雀”卫星。美国于1995年提出了纳米卫星的概念。这种卫星比麻雀略大，重量不足10千克，各种部件全部用纳米材料制造，采用最先进的微机电一体化集成技术整合，具有可重组性和再生性，成本低，质量好，可靠性强。一枚小型火箭一次就可以发射数百颗纳米卫星。若在太阳同步轨道上等间隔地布置648颗功能不同的纳米卫星，就可以保证在任何时刻对地球上任何一点进行连续监视，即使少数卫星失灵，整个卫星网络的工作也不会受影响。

“蚊子”导弹。由于纳米器件比半导体器件工作速度快得多，可以大大提高武器控制系统的信息传输、存储和处理能力，可以制造出全新原理的智能化微型导航系统，使制导武器的隐蔽性、机动性和生存能力发生质的变化。利用纳米技术制造的形如蚊子的微型导弹，可以起到神奇的战斗效能。纳米导弹直接受电波遥控，可以神不知鬼不觉地潜入目标内部，其威力足以炸毁敌方火炮、坦克、飞机、指挥部和弹药库。

“e—玻璃”战车首辆以塑料／玻璃纤维为车身的装甲车辆———“先进复合材料装甲平台”（acavp）日前在英国亮相。其车体由一种被称为“e—玻璃”的复合材料制成。与普通装甲车辆相比，其重量减轻，且防护水平更高。应用复合材料可使战车重量减轻25％，更适于空运，而且雷达信号反射也大大减弱。该车体前部和侧面加装有被动装甲，定型后主要将作为侦察车使用。

历史告诉我们，任何一种新技术的应用，一种新武器的出现，一开始的确具有强大的威力。但随着时间的推移和技术的发展，总是被更新式、更优异的武器所取代。世界，正是在这样一种矛盾对立中曲折向前发展着。

二、声波武器

我们知道，声波是机械纵波，它可以在固体、液体和气体中传播。人们日常可以听到的声音便是 20－20000hz频率范围内的声波。目前军事领域中应用的主要是次声波部分（即频率低于20hz的声波）。和可闻声波相比，次声波在介质中传播时，能量衰减缓慢，隐蔽性好，不易为敌人察觉，所以军事上常用次声波接收装置来侦察敌情。另一方面，次声波武器还可直接消灭敌人的有生力量。那么，它的杀伤原理是什么呢？这里要涉及到物理学的一个重要概念——共振。原来，次声武器是利用和人体器官固有频率相近的次声波与人体器官发生共振，导致器官变形、移位、甚至破裂，以达到杀伤目的的。次声武器大体可分为两类：（l）“神经型”次声武器。（2）“器官型”次声武器。次声武器的优点在于：

①突袭性。②作用距离远。③穿透力强。④次声波在杀伤敌人的同时，不会造成环境污染，不破坏对方的武器装备，可作为战利品，取而用之。

据说，第一台次声波发生器是由法国人在1972年发明的，它产生的次声波可以损害5km 以外的人。发明者还得出结论：频率为7hz的次声波可对人体造成致命的打击。有报道称，美军在干预索马里期间已经试用过某些音响或声音武器的样品。这些武器可以使人的内脏发生震动，把人震昏，使人感到恶心，甚至使肠子里的粪便液化，不断腹泻。

此外，超声波在军事上的应用也很多。由于海水有良好的导电性，对电磁波的吸收能力很强，因而电磁雷达无法探测水下作战目标（如潜水艇）的方位和距离。所谓超声波，是指高频率的机械波（频率大约在20khz以上）。它具有能流密度大，方向性好，穿透力强等特点。超声波在空气中衰减较快，而在固体、液体中的衰减却很小，这正好与电磁波相反。这种情况下，超声波雷达——声纳，便可发挥巨大的威力。