由于电磁脉冲武器是电子设备的“天敌”,在信息化战场上的作用日渐突出,因此吸引了越来越多的国家对该武器进行研制和开发。美、俄、英、法等国都投入巨资,积极进行研究。美国和俄罗斯在这一领域保持着世界领先地位,具有可靠的技术基础和武器设计经验。但有关的技术都严格保密,我们只能粗浅地介绍一下。

美国从事电磁脉冲武器研制的主要部门有国防部、能源部和三军的一些研究机构,共有十几家。在微波弹方面技术进展很快,已具备部署能力。整个研制过程分三个阶段:
第一阶段 是探索“中等功率”的微波武器,研究方向是确定是否可以用中等功率微波源的微波技术获得破坏效应。研究的内容包括高功率单脉冲与稍低功率但具有一定重复频率的多脉冲串对目标的摧毁效应是否相同;微波的带宽是宽一些好还是窄一些好;如何实现对微波的压缩与整形;从比传统的电子对抗技术更具有杀伤能力和能制服反辐射导弹方面考虑,最佳的脉冲波形和脉冲重复频率应该是什么样的。
第二阶段 是发展能烧毁敌方电子系统的大功率微波源技术。研究的重点是减轻大功率微波源的重量,减小它的体积与尺寸,探索窄带源的功率控制和脉冲调制等技术。关键的难点在脉冲功率源与开关技术以及大功率微波脉冲的脉冲短接和实现重复运行的技术等。
第三阶段 是从研制原理性但又具有武器化演示能力的装置过渡到实战使用的武器系统,包括效应研究与评估、技术集成演示验证、野外演示验证和适合装载平台的演示验证等。
电磁脉冲炸弹的原理
美军在2001年初对新一代电磁炸弹进行了广泛测试,希望其技术使三军从中获益。陆军、空军希望在防御方面运用此技术使来袭炮弹或导弹在飞行途中爆炸;海军希望用高能量电磁脉冲破坏敌方来袭的反舰导弹的导引头,使导弹失效。此外,空军计划给轰炸机、战斗机、巡航导弹和无人驾驶飞机全装上电磁炸弹。
俄罗斯对这种武器的研究和试验已有20多年,在1993年就研制出了能够摧毁小范围电子设备的手持式小型电磁脉冲武器,使钢筋混凝土都无法阻挡。
英国防务研究局研制的微波炸弹可望在10年后装备部队。法国陆军武器工业集团研制的微波炮弹预计在2005~2010年间投入使用。
国外研制的微波武器的功率从最初的400兆瓦已发展到目前的5吉瓦,频率从1吉赫发展到140吉赫,提高了两个数量级。目前微波弹一般是一次性使用,研发可重复使用的高能量电磁脉冲武器,是美国军方长期的奋斗目标。
这种武器将多次产生高能量电磁脉冲,因而能降低高能微波武器的发射成本和提高战术运用的灵活性,能深入到敌军防护最严密的地区,多次发射电磁脉冲以摧毁敌方的指挥、通信、侦察和计算机系统。许多军事研究人员侧重研究这种武器穿透地下堡垒的能力,利用地下设施对外的管线、电缆或通风口,来传输具有破坏性的微波能量,任何在其路径上的物体都会陷入强大的电磁场,而许多针对低频率武器的防护设施,对高能微波是无效的。

电磁脉冲武器有哪些原理?
电磁脉冲弹包括电磁脉冲炸弹、电磁脉冲炮弹、电磁脉冲导弹等。主要用来破坏雷达、无线电通信设备、电子对抗设备、计算机以及光电、射频制导武器等。
电磁炸弹的工作原理,可以简单的说明如下:首先运用电源供应器将电池能量充入同轴电容器内,以产生高压。再将这一高压瞬间与流量产生器内的螺旋状导线导通,并且在导通电流最大时的瞬间,起爆在螺旋状导线内的炸药,以压缩磁通量的方式提升螺旋状导线上的电流。接着将此电流导入虚阴极管,以谐振方式产生高频电波,最后由微波天线对着指定方向发射出电磁脉冲波。电磁炸弹的作战影响范围,约在数百米之间。所以说,hemp是一种战略性电磁脉冲武器,电磁炸弹则是一种战术性电磁脉冲武器。
电磁脉冲炸弹的威力
电磁脉冲/高功率微波武器是将电磁频谱能量集中投射的一种武器系统,其特点就是能量集中,使投向目标物的能量密度(单位面积中的能量)很高,可由直接照射及耦合侵入的热能累积效应造成目标物损坏,并造成微波同频段的严重干扰。其优点是攻击速度为光速,从发射到击中目标所需要的时间极短,命中率高,无质量故障,不存在弹道等问题。
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。
核爆射线而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。
非核电磁脉冲弹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。这种炸弹主要包含高压电源供应器、炸药发电机、虚阴极管以及微波天线等。
电磁炸弹的工作原理,可以简单的说明如下:首先运用电源供应器将电池能量充入同轴电容器内,以产生高压。再将这一高压瞬间与流量产生器内的螺旋状导线导通,并且在导通电流最大时的瞬间,起爆在螺旋状导线内的炸药,以压缩磁通量的方式提升螺旋状导线上的电流。接着将此电流导入虚阴极管,以谐振方式产生高频电波,最后由微波天线对着指定方向发射出电磁脉冲波。电磁炸弹的作战影响范围,约在数百米之间。所以说,hemp是一种战略性电磁脉冲武器,电磁炸弹则是一种战术性电磁脉冲武器。
高功率微波武器高功率微波武器通常是由电源产生器、脉波变形系统、微波辐射源与指向性天线组合而成,其中的高功率微波辐射源为关键组件。
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1吉赫兹以上、功率大于1000兆瓦以上。美国军方已提出多项微波武器应用概念,包括信息通信战、压制敌方防御,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0.1~1吉赫兹,脉冲频率为10~100赫兹。

美国对电磁脉冲技术非常感兴趣,因为虽然电磁脉冲可能不会致命,但仍具有很强的破坏性。电磁脉冲炸弹将不会对建筑物和生物造成危害,但可能摧毁大规模军事设施。
可能的攻击方案有很多。低强度的电磁脉冲将短暂干扰用电系统,强度较大的脉冲会破坏重要的电脑数据,而强度非常大的脉冲会彻底烧毁电气和电子设备。
在现代战争中,不同程度的电磁攻击可能完成许多重要的战斗任务,而不会造成大规模的人员伤亡。例如:电磁脉冲炸弹能有效控制:
1、车辆控制系统
2、目标系统、地面设施、导弹和炸弹
3、通讯系统
4、导航系统远程和近程传感系统
电磁脉冲武器尤其适用于伊拉克战争,因为脉冲可以有效消除地下掩体的威胁。多数伊拉克地下掩体是很难用常规的炸弹和导弹摧毁的。核冲击波能有效摧毁许多掩体,但是,这将对周围区域造成巨大损害。电磁脉冲能穿过地面,破坏掩体的照明、通风和通信系统,甚至是电动门。掩体将彻底不再适于居住。
但是,美国军队也非常容易受到电磁脉冲攻击的威胁。美国军方已将尖端电子技术全面应用于军备。这种电子技术主要基于消费型半导体设备,它们对任何电压波动非常敏感。事实上,最基本的真空管技术可以更好地抵抗电磁脉冲炸弹攻击。
在任何国家/地区中,大范围电磁脉冲攻击都将危害军队的组织能力。地面部队也许可以充分利用非电子武器(比如机关枪),但是他们没有实施攻击或确定敌人位置的装备。一次有效的电磁脉冲攻击,能将任何正规军变成只能游击作战的散兵。
尽管通常我们认为电磁脉冲武器是非致命的,但如果它们定向对准特定目标,也很容易致人死亡。例如,假设电磁脉冲武器破坏了医院的电力设施,任何依赖生命维持系统的病人将立即死亡。这种武器也能破坏交通工具,包括飞机,从而引发灾难性事故。
最后,电磁脉冲炸弹最深远的影响可能是对人们心理的影响。对发达国家进行一次全面电磁脉冲攻击将会立刻使人们的现代生活出现痛苦的停滞。虽然许多人可以幸存,但他们将会发现自己生活在一个与过去完全不同的世界里。
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