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浅谈电磁脉冲弹

1概述

电磁脉冲弹指一种爆炸可以产生高密度微波的高科技武器。电磁脉冲弹爆炸所产生的微波可以干扰敌方电子设备工作，同时也对近距离的人员造成灼烧的效果。是一种现代化高新武器。电磁脉冲弹主要包括核电磁脉冲弹和非核电磁脉冲弹。非核电磁脉冲弹，是利用炸药爆炸压缩磁通量的方法产生高功率微波的电磁脉冲武器。核电磁脉冲弹是一种以增强电磁脉冲效应为主要特征的新型核武器。电磁脉冲武器号称“第二原子弹”，世界军事强国电磁脉冲武器开始走向实用化，对电子信息系统及指挥控制系统及网络等构成极大威胁。常规型的电磁脉冲炸弹已经爆响，而核电磁脉冲炸弹——“第二原子弹”正在向人类逼近。

2关键词

电磁脉冲电磁干扰非核电磁脉冲弹核电磁脉冲弹

3电磁脉冲弹简介

3.1电磁脉冲

电磁脉冲是指电池脉冲武器爆炸后的一种电磁效应。电磁脉冲是高频的交变电磁场，影响电子设备，在电磁脉冲效应下会使电子设备的内电压瞬间变化而损坏或者影响电子设备。

3.2电磁干扰

电磁干扰(EMI) 是干扰电缆信号并降低信号完好性的电子噪音，EMI通常由电磁辐射发生源如马达和机器产生的。它是一种可以干扰电子设备的有效途径

3.3非核电磁脉冲弹

3.3.1什么是非核电磁脉冲弹

非核电磁脉冲弹是指采用非核手段产生的电磁脉冲干扰，这种武器一般采用常规炸药爆炸产生电磁能量而进行干扰。

3.3.2非核电磁脉冲弹的工作原理

非核电磁脉冲弹部件简图如图1：

图1 非核电磁脉冲弹的组成

非核电磁脉冲弹主要有四部分组成，通过初级能源供能（一般为普通炸药）。通过爆炸等方式产生高功率脉冲，再通过定向的天线向目标进行辐射破坏。初级能源(电能或化学能)经爆炸磁通压缩器转

变为强流脉冲电子束,再经脉冲调制单元产生高强度的电磁脉冲,由大增益定向天线向目标辐射,形成高功率、高方向性且能量集中的微波波束.弹的杀伤机理为:产生的高强度电磁脉冲经前门耦合(天线、接线柱等)或后门耦合(孔、缝、洞、电缆等)2种方式进入敏感目标的内部,耦合进入的脉冲能量产生感应电流,能干扰破坏甚至烧毁电路板、元器件与控制电路,起到杀伤作用.目标的内部电路还能够传导耦合脉冲,此脉冲进入目标的内部越深,造成的毁伤越大.根据杀伤程度,可将杀伤效应分为4个等级:噪声干扰、产生虚假信息、暂时破坏、永久毁坏.

工作原理如图2：

非核的电磁脉冲弹有一个电源向一个同轴的电容器充电，通过控制同轴的电容器向一个螺旋的线圈放电产生一个大电流，在此时同时引爆炸药，炸药爆炸痛特殊装置会引起磁通量急剧变化。这个变化加载在虚阴极管上，则会产生高频的电磁脉冲信号。将该信号通过天线发射到目标上，即可达到破坏电子设备的目的。

图2 非核电磁脉冲弹原理图

3.3.3非核电磁脉冲弹的杀伤力及安全性评估

3.3.3.1杀伤力分析

电磁脉冲弹的杀伤能力取决于弹的辐射功率、微波的相关特性(包括频率、带宽、脉冲持续时间等)、爆炸点到目标的距离和目标的易毁性.针对不同目标,电磁脉冲弹的杀伤能力主要表现在杀伤区域大小、目标处的功率密度、耦合进目标的能量3个方面。本文只对杀伤区域作简要分析。

杀伤区域分析如图3：

图3 弹杀伤区域分析图

电磁脉冲弹爆炸后,定向天线以一定的波束角向目标辐射电磁波,在空间形成一个立体的圆锥杀伤区域.采用高空轰炸机或无人机投放电磁脉冲弹时,弹的辐射方向与地面垂直,而采用巡

航导弹搭载或滑翔弹攻击时,辐射方向相对地面存在一定倾角。图3中A为爆炸点,h为爆炸高度,AB为波束的辐射方向(波束中心线).阴影覆盖区域为弹的杀伤范围。

3.3.3.2运用实例

非核电磁脉冲弹在高空爆炸时，影响范围非常广。非核电磁脉冲弹（E-bomb）由于高空核爆的电磁脉冲可以影响很大的地面范围，因此在实际作战运用上，也可能伤及进攻者的自身装备。因此，一些非核的、运用高能微波技术来产生、可以影响局部地面范围的电磁脉冲武器，也就在世界的先进国家进行研制，并且有部分产品已问世。据说2003年，美国首次使用电磁炸弹（E-Bomb）攻击伊拉克，巴格达的电视全面中断，数小时后才能恢复，而且信号仍然很微弱。由于美国国防部从不承认拥有这种武器，到目前为止，严格上来说电磁炸弹从未用于实战。美国在研发各种频率的高功率微波源以及可投射高功率微波天线方面具有重大进展。根据专家分析估计，实战性微波武器中所需的高功率微波源规格为：频率1GHz以上、功率大于1GW以上。美国军方已提出多项微波武器应用概念，包括信息通信战（Information Warfare, IW）、压制敌方防御（Suppression of Enemy Air Defence, SEAD），以及自我防卫等。

俄罗斯则于2001年10月在马来西亚Lankagwi国际海洋及航天展期间推出“Ranets-E”武器系统，这是世界第一套公开的微波（射频）武器系统。该系统可造成来袭战机与导弹的电子设备失效，又称为电子零件的“超级杀手”。这种微波武器系统杀伤距离为1~10千米，其规格为：峰值功率0.1～1GW，脉冲频率为10~100Hz。

3.4核电磁脉冲弹

3.4.1什么是核电磁脉冲弹

核爆电磁脉冲核弹爆炸时，除了产生辐射、热浪和震波外，还会产生射线撞击大气中的气体分子，使大量的自由电子释出。这些自由电子受到地球磁场的作用，会进一步产生瞬间超强电磁辐射。这个从核爆到电磁脉冲产生的效应，通常称为康普顿效应（Compton）。

核爆射线伴有大量的电子流产生，由于呈辐射走向，流向并不集中，因此在地球磁场的作用下，大多地区会暴露在一个瞬间大电磁场内，用电设施将因电磁感应而受损。所以核电磁脉冲武器就是核武器。它是核武器的另一个作用表现。

3.4.2核电磁脉冲弹的发展

1961年10月31日，苏联在新地岛上空35千米处进行空爆核试验，不料氢弹不仅毁灭爆心附近的一切，还对数千千米范围内的电子系统产生冲击，苏军地面的防空雷达被烧坏，无法探测空中的飞行目标；数千千米长的通讯中断，部队1个多小时处于无法指挥状态。无独有偶，1963年7月9日，美