詞語解釋
Powerful e-bombs can "kill" electrical equipment by rapidly creating and transmitting a huge burst of electrical energy into the atmosphere. That sudden explosion of energy results in an electromagnetic pulse, or EMP.
ECM:
即電磁脈沖,破壞電器
谷歌來的,僅供參考:
電 磁 脈 沖
電磁脈沖(EMP)是一種突變的、寬帶電磁輻射的高強度脈沖。視在電磁頻段取決于EMP源。核武器高空爆炸產(chǎn)生一種強EMP。由于爆炸持續(xù)相當(dāng)長一段時間,所以它含有強的低頻分量(<100MHz)。常規(guī)EMP裝置是用炸藥驅(qū)動的高功率微波技術(shù)來制造的,它產(chǎn)生一個次強、超短(納秒)脈沖,主要微波頻段為100MHz-100GHz。EMP作用范圍取決于源的強度,正像電磁沖擊波從源發(fā)出以連續(xù)遞減強度的方式傳播一樣。
伽瑪輻射通過裂變彈或聚變彈與大氣的相互作用來產(chǎn)生。通過它撞擊大氣中的電子建立一個正、負電荷的大區(qū)域。這些電荷的運動產(chǎn)生EMP。脈沖進入該區(qū)間所有未屏蔽的電路,造成從電路故障與存貯數(shù)據(jù)丟失直到過熱與熔化的破壞。
用小型脈沖功率源(吉瓦量級)、電能變換器和高功率微波器件(例如,虛陰極振蕩器)加以配套來產(chǎn)生軍用EMP。常規(guī)EMP裝置的優(yōu)點是觸發(fā)時間極短、輸出能量集中在較高的微波頻率上(>100MHz)。因為現(xiàn)代電子設(shè)備主要工作于這些微波頻段,所以常規(guī)EMP關(guān)閉電子設(shè)備極為有效、潛力很大。爆炸泵激的EMP裝置(例如虛陰極振蕩器)還有另一個優(yōu)點:可將其設(shè)計成使它們的電磁脈沖聚束在一個特定的方向。甚至,常規(guī)裝置產(chǎn)生的聚束EMP效應(yīng)有一個致命半徑,量級約為幾百米到幾千米,取決于功率源的強度和大氣吸收,特別是當(dāng)頻率大于20GHz時。
美國空軍菲利普實驗室已制造出小型等離子螺旋管(toroids)。它有約10千焦耳的能量。等離子螺旋管對準(zhǔn)固態(tài)靶,在靶表面上迅速感應(yīng)加熱,產(chǎn)生極大的機械與熱沖擊以及X光脈沖。這個X光脈沖也能用來產(chǎn)生EMP。盡管理論上預(yù)測螺旋管產(chǎn)生的高能等離子會因大氣而迅速耗散,但是,可能有一種好方法將高能等離子送到近區(qū)靶,不包括空氣中的長路徑。 zgO,t?.
能力
空間核爆炸的幾次試驗已揭示出:核電磁脈沖效應(yīng)的大小,炸彈當(dāng)量的影響比核空爆高度的影響要小。在高度60英里處產(chǎn)生100千噸空爆時,造成EMP破壞區(qū)遍及半個美國。在高度300英里處同樣當(dāng)量的爆炸,則EMP破壞區(qū)遍及整個美國另加上墨西哥與加拿大的大部分地區(qū)。由一種(純理論)微當(dāng)量核裝置產(chǎn)生的伽瑪脈沖用來產(chǎn)生可控制的EMP效應(yīng)。 7v}r$LVO
被EMP脈沖打擊的電器件經(jīng)受從外沿上的暫時電子破壞直到近中心的過壓摧毀。現(xiàn)代半導(dǎo)體器件,特別是基于MOS技術(shù)的那些器件(例如商用計算機)由于瞬變高壓而最易損壞。地面長線路(例如電傳輸線)充當(dāng)EMP脈沖的巨大天線。因此,電源傳輸網(wǎng)絡(luò)與通迅網(wǎng)絡(luò)是極易損壞的。它們很可能被EMP脈沖所摧毀。任何含半導(dǎo)體的電子設(shè)備包括機載平臺的系統(tǒng)都可能被電磁脈沖關(guān)閉或燒毀,除非該系統(tǒng)采用笨重而昂貴的電磁屏蔽、良好設(shè)計的濾波器和仔細接地等措施來加以完全保護。核武器空爆產(chǎn)生的電磁脈沖是一種極有效的區(qū)域武器。毫無疑問,它將破壞城市基礎(chǔ)設(shè)施。
更靈活類型的EMP武器系統(tǒng)既可用微當(dāng)量核武器(當(dāng)量低于2千噸)、常規(guī)爆炸驅(qū)動的EMP裝置,又可用等離子技術(shù)來產(chǎn)生EMP。微當(dāng)量核武器或常規(guī)EMP裝置可作為炸彈[可能裝到航天飛機(TAV)上]或作為導(dǎo)彈彈頭投到目標(biāo)近處。但是,EMP對電、電子設(shè)備的破壞效應(yīng)是不可預(yù)見的,這些EMP“打擊”力量最好用來對付依靠復(fù)雜電子設(shè)備的敵方平臺與設(shè)施,特別是敵方的指揮、控制與通迅系統(tǒng)(戰(zhàn)略目標(biāo))和敵方的空防系統(tǒng)(作戰(zhàn)目標(biāo))。配備EMP彈頭的導(dǎo)彈也是戰(zhàn)斗中獲取空中優(yōu)勢的有效武器,因為現(xiàn)代高性能的戰(zhàn)斗機緊緊依靠復(fù)雜而易損的電子設(shè)備。
核EMP效應(yīng)的主要困難是它不加選擇的特性。脈沖以無方向性的方式傳送并覆蓋行星區(qū),它對友鄰資源的可能破壞和對敵人的可能破壞機會一樣。使用核驅(qū)動EMP武器的另一個障礙是世界都厭惡核武器,特別是軌道上的核武器。一旦核彈在太空爆炸,它所產(chǎn)生的帶電微粒容易被地球的范愛倫輻射帶俘獲。凡經(jīng)過輻射帶附近的衛(wèi)星都會受到強烈的輻照,從而瓦解或摧毀屏蔽薄弱的衛(wèi)星。帶電粒子會在輻射帶中停留很長一段時間,敵友同樣都不能利用太空。
對抗措施
核驅(qū)動的EMP是無方向性的,它用破壞性的寬帶電磁輻射照射一個大的區(qū)域。使用常規(guī)技術(shù)產(chǎn)生的EMP的特性為:定向性、相應(yīng)的短作用距離和對準(zhǔn)破壞性微波頻率的電磁輸出。以光速傳輸?shù)腅MP的寬帶特性的防御極其困難又極費金錢。EMP武器的主要對抗措施是電磁屏蔽。應(yīng)該分別提供對付EMP電場與磁場分量的屏蔽,并且應(yīng)該考慮EMP脈沖的寬帶特性。因為在EMP中存在極寬的頻段,設(shè)計師必須對低、中、高頻段進行屏蔽。設(shè)計師還必須在大量進入電系統(tǒng)的導(dǎo)電通路處安裝保護濾波器(例如,電源線、傳輸線、天線的輸入端等)。因為不同頻率上的濾波器很難實現(xiàn)。這是一個難題。接地、濾波器設(shè)計或屏蔽形狀有一處錯誤就足以使破壞性的EMP進入,在高速計算機電路系統(tǒng)中尤為重要。從這點可提出適當(dāng)?shù)姆磳勾胧。對于只需破壞幾處接地、將EMP的攻擊頻譜從屏蔽頻譜中移開、或在幾處關(guān)鍵點穿透屏蔽,從而使對抗措施變得毫無價值。一旦EMP作用的能量進入?yún)^(qū)域的電源網(wǎng)、通訊網(wǎng)或計算機網(wǎng),則整個網(wǎng)絡(luò)都可能被瓦解一段時間,甚至被摧毀。
評估
由于核驅(qū)動EMP的不加選擇性,它只適合于總體戰(zhàn)情況(靈活性為零─Zero flexibility)。另一方面,常規(guī)EMP武器呈現(xiàn)更大的靈活性,它能定向、它的效應(yīng)能夠定位。兩類EMP武器在及時性和反應(yīng)能力方面至少處于中等,因為一個EMP彈(bomb)可能在發(fā)射(用類似現(xiàn)代洲際彈道導(dǎo)彈發(fā)射火箭)后30分鐘內(nèi)抵達目標(biāo)。相對來說,EMP武器的精確度相當(dāng)?shù)桐に喟胫粚^(qū)域目標(biāo)有用(例如,敵方商業(yè)中心、大型設(shè)施、或敵機飛行中隊)。EMP武器的生存能力與可靠性是中等到高等,特別是如果作為地基武器時(如像洲際彈道導(dǎo)彈和面射彈道導(dǎo)彈的戰(zhàn)斗部一樣)。最不幸的是,EMP武器的選擇致命性是低的。EMP脈沖對給定電系統(tǒng)的效應(yīng)是高度不可預(yù)見的,因為它在很大程度上取決于交戰(zhàn)的精確幾何、在攻擊下電系統(tǒng)的準(zhǔn)確設(shè)計和當(dāng)前的大氣狀態(tài)?傊R(guī)EMP武器極有可能作為一種潛在的未來武器。但是,當(dāng)前不可預(yù)見的致命性、有限的適應(yīng)性和可疑的精度使它不可能成為2025年太空作戰(zhàn)武器系統(tǒng)的主要部件。
高 功 率 微 波
高功率微波(HPMW)裝置也將電磁輻射作為武器效應(yīng)。HPMW不像核驅(qū)動EMP武器那樣強力,而是通過快速耦合建立一個窄帶微波電磁輻射,將高能脈沖功率加到特殊設(shè)計的微波天線陣列上。選擇微波頻率(幾十兆赫到幾十千兆赫)有兩個原因:大氣對微波輻射一般呈透明的(全天候能力);現(xiàn)代電子設(shè)備對這些頻率特別易損。HPMW武器不同于大多數(shù)的EMP武器,它產(chǎn)生的微波束由其微波天線陣的形狀與特性來確定。HPMW束比中性粒子束武器束或激光束寬,并且這個空間打擊武器系統(tǒng)對瞄準(zhǔn)與跟蹤精度的要求不高(100納弧度穩(wěn)定性和1米目標(biāo)精度就足夠了)。如果電源和HPMW的電路能承受內(nèi)電流,就能延長瞄準(zhǔn)目標(biāo)的時間。粗略比較指出,HPMW系統(tǒng)是現(xiàn)代電子戰(zhàn)(EW)系統(tǒng)輸出功率的100~1000倍。
能力
這種光速武器可理解為用微波輻射照射目標(biāo)的微波“探照燈”(floodlight)。它比EMP的方向性強和可控,武器對電系統(tǒng)的一般效應(yīng)在EMP一節(jié)中作了較好的陳述。與通常的EW技術(shù)不一樣,HPMW武器系統(tǒng)的效應(yīng)常常在停止照射后還要持續(xù)一段長的時間(取決于使用的功率)。
實驗室的實驗表明,現(xiàn)代商用電子器件,當(dāng)它們接收到每平方厘米微瓦到毫瓦量級的輻射時,就有可能被瓦解。電路越靈敏就越易損。
大多數(shù)傳感器和高增益天線不可能屏蔽,因為屏蔽會妨礙它們完成主要功能,而其它許多電子器件可用與EMP武器一節(jié)中所述的同樣技術(shù)加以屏蔽。
HPMW武器受到支配電磁輻射的基本定律的固有限制。空基HPMW武器必須有一個天線或者英畝大小的相控天線陣,以便將波束較好地瞄準(zhǔn)和聚焦至地面目標(biāo)。建造如此龐大的建筑所需的資源和送入軌道的代價是昂貴的,且在自由落體環(huán)境中的組裝也是困難的。和中性粒子束武器一樣HPMW武器是一種視距裝備,在發(fā)射之前必須“看”到它的目標(biāo)。 x>bhh
產(chǎn)生武器級微波所需的電脈沖功率水平現(xiàn)在已可得到(對地基系統(tǒng))。小型、可定標(biāo)的實驗室窄帶高功率微波源業(yè)已論證,它能在10到幾百納秒內(nèi)產(chǎn)生吉瓦功率。超寬帶微波源進展稍差些,但是在這個領(lǐng)域的研究大有前途。然而,HPMW武器應(yīng)該能夠在低功率水平上瞬時瓦解電路與干擾微波通訊。
太空打擊的HPMW系統(tǒng)應(yīng)該包含帶有超大型天線或天線陣的衛(wèi)星星座,星座越高,則所需住留的衛(wèi)星數(shù)就越少。但是,相應(yīng)地需要更高的功率和更大的天線。另一種可能性是用多個衛(wèi)星的較小的HPMW能量疊加照射每個目標(biāo),以增加衛(wèi)星為代價來得到目標(biāo)中心高功率的好處(由于大量疊加照射)。這種有用的分布式HPMW武器系統(tǒng)類似于低地球軌道(LEO)通訊衛(wèi)星的Iridium或Teledesic星座(幾十到幾百顆衛(wèi)星;而且HPMW的衛(wèi)星還不是小衛(wèi)星)。除了利用高功率來對付敵方的電氣與電子系統(tǒng),在瞄準(zhǔn)敵方接收站或平臺時,HPMW武器系統(tǒng)在低功率水平上就足以干擾敵方通訊。由于水分子可以吸收一定頻段的微波頻率,所以還可以用適當(dāng)設(shè)計的HPMW武器系統(tǒng)來改善地球的氣候。
對抗措施
微機電器件與納米技術(shù)的最新進展,終究會使器件與傳感器的尺寸遠遠小于微波波長。如果微小器件足夠小,就能對HPMW武器免疫,因為微波頻率不能以足夠的引起損壞的能量耦合給該器件。光學(xué)計算與光通訊的進展也是一種有用的對抗措施。光學(xué)器件對微波輻射存在著固有的免疫力,盡管光電轉(zhuǎn)換部件仍必須屏蔽。EMP武器一節(jié)中所述的反電子對抗對HPMW武器也是有用的。
評估
HPMW的全天候特性使它作為一種2025年的武器有極大的吸引力。這種光速武器用作天基型有高度實時反應(yīng)能力。但是,適應(yīng)性(機動性)和精確性類似于核電磁脈沖器件,比較低。此外,像中性粒子束一樣,受視線的限制,而對于LEO星座所需的每個衛(wèi)星它都要求大量天線而使它不切實際。最后,殺傷選擇類似于EMP,有些無法預(yù)料。到2025年,如果納米技術(shù)趨于完善,并且廣泛用于電子系統(tǒng),則會大大抵消HPMW的作用。因此,HPMW武器系統(tǒng)不適合作為2025年的太空力量。楊德秀 摘譯自《先進防御技術(shù)通訊》,1997(1), 27-31
電視劇————公主小妹中的皇甫雄叫作 EMP
掃碼付費即可復(fù)制
X