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电磁脉冲

王朝百科·作者佚名  2009-10-24  
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电磁脉冲

EMP-(electromagnetic pulses)电磁脉冲 电磁波

电磁脉冲由核爆炸和非核电磁脉冲弹(高功率微波弹)爆炸而产生。核爆炸产生的电磁脉冲称为核电磁脉冲,任何在地面以上爆炸的核武器都会产生电磁脉冲,能量大约占核爆炸总能量的百万分之一,频率从几百赫到几兆赫。非核电磁脉冲弹则利用炸药爆炸或化学燃料燃烧产生的能量,通过微波器件转换成高功率微波辐射能,能发射峰值功率在吉瓦以上、频率为1吉赫~300吉赫的脉冲微波束,在裸露的导电体(例如裸露的电线、印刷电路板的印制线)上急剧产生数千伏的瞬变电压,对大量电子设备造成无法挽回的损坏。

电磁脉冲防护方法与雷电防护方法基本相同。用9.5毫米厚钢板或4毫米厚铜板做成的屏蔽罩,可以提供很高的总体屏蔽效能。但是,这种屏蔽会由于存在检修门和供电缆、连接器、开关等使用的小孔而减弱,这样就必须用衬垫密封孔隙。如果必须开孔通气,则应使用各种屏蔽栅(如蜂窝状隔板、多孔金属板和金属丝网屏栅)把大孔分成许多小孔,孔与孔之间相交的地方必须熔合,以便确保最佳的屏蔽效果。电缆必须使用整体防护材料,最好的电缆防护材料是管道之类的导电固体材料。在协助降低易损性方面,合适的接地线路也很重要。若数据传输率低,可采用滤波方法抑制瞬时效应。若只靠滤波不足以把电磁脉冲降到安全水平,则需使用防护性抑制器,例如齐纳二极管。

当前,国外指挥通信系统防电磁脉冲的具体方法主要有:选取最佳元器件;使用不易受电磁脉冲影响的元件,如电子管等;在连接器上安装滤波器;使用外部防护元器件保护预先包装的电路(如集成电路);使用引线防护装置;使用分离滤波器,将耦合频率限制在很窄的频带内;采用自动增益控制与增益限制技术;使用特种滤波器;使用电路隔离技术隔离电瞬变现象;屏蔽和接地;重新设计分系统;探测由于电磁脉冲干扰而出现的数据错误,并拒绝这些数据。

电磁脉冲影响

核爆炸在空间产生的瞬变电磁场就是核电磁脉冲。核电磁脉冲比雷电的电磁场强度要大几百倍。频率宽,几乎包括所有长短波,危害范围广,覆盖半径可达数百到上千公里,对无线通信威胁最大。1962年7月8日,美国在约翰斯顿岛上空400公里处进行核试验,结果在距离暴心1300多公里的夏威夷岛上,几百个防盗铃误响,几十条街道的路灯故障,短波通信中断,雷达屏幕亮点故障,供电系统保险丝烧断,电器元件烧坏,绝缘被击穿,电子系统储存冲掉,程序混乱,无线控制设备停机,警报信息控制失灵等。以上情况也都是居民在生活中可以感知的核电磁脉冲的危害。在未来战争初期,敌人可能采取高空核爆炸,在造成较少人员伤亡的情况下,严重破坏被袭击方电器通信设备功能,造成信息混乱,因此,居民对防电磁脉冲要有足够的心理准备。

电磁脉冲武器

电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进的动能杀伤武器.与传统的大炮将火药燃气压力作用于弹丸不同,电磁炮是利用电磁系统中电磁场的作用力,其作用的时间要长得多,可大大提高弹丸的速度和射程.因而引起了世界各国军事家们的关注.自80年代初期以来,电磁炮在未来武器的发展计划中,已成为越来越重要的部分.

一、电磁炮的结构和原理

电磁炮听起来很神秘,其实它的结构和原理很简单.电磁炮是利用电磁力代替火药曝炸力来加速弹丸的电磁发射系统,它主要由电源、高速开关、加速装置和炮弹四部分组成.目前,国外所研制的电磁炮,根据结构和原理的不同,可分为以下几种类型:

(一)线圈炮:线圈炮又称交流同轴线圈炮.它是电磁炮的最早形式,由加速线圈和弹丸线圈构成.根据通电线圈之间磁场的相互作用原理而工作的.加速线圈固定在炮管中,当它通入交变电流时,产生的交变磁场就会在弹丸线圈中产生感应电流.感应电流的磁场与加速线圈电流的磁场互相作用,产生洛仑兹力,使弹丸加速运动并发射出去.

(二)轨道炮:轨道炮是利用轨道电流间相互作用的安培力把弹丸发射出去.它由两条平行的长直导轨组成,导轨间放置一质量较小的滑块作为弹丸.当两轨接人电源时,强大的电流从一导轨流入,经滑块从另一导轨流回时,在两导轨平面间产生强磁场,通电流的滑块在安培力的作用下,弹丸会以很大的速度射出,这就是轨道炮的发射原理.

(三)电热炮:电热炮的原理完全不同于上述两种电磁炮,其结构也有多种形式.最简单的一种是采用一般的炮管,管内设置有接到等离子体燃烧器上的电极,燃烧器安装在炮后膛的末端.当等离子体燃烧器两极间加上高压时,会产生一道电弧,使放在两极间的等离子体生成材料(如聚乙烯)蒸发.蒸发后的材料变成过热的高压等离子体,从而使弹丸加速.

(四)重接炮:重接炮是一种多级加速的无接触电磁发射装置,没有炮管,但要求弹丸在进入重接炮之前应有一定的初速度.其结构和工作原理是利用两个矩形线圈上下分置,之间有间隙.长方形的“炮弹”在两个矩形线圈产生的磁场中受到强磁场力的作用,穿过间隙在其中加速前进.重接炮是电磁炮的最新发展形式.

二、电磁炮的特点及用途

电磁泡与常规火炮相比,有以下特点:

电磁炮利用电磁力所作的功作为发射能量,不会产生强大的冲击波和弥漫的烟雾,因而具有良好的隐蔽性.电磁炮可根据目标的性质和距离,调节、选择适当的能量来调整弹丸的射程.

电磁炮没有圆形炮管,弹丸体积小,重量轻,使其在飞行时的空气阻力很小,因而电磁炮的发射稳定性好,初速度高,射程远.由于电磁炮的发射过程全部由计算机控制,弹头又装有激光制导或其他制导装置,所以具有很高的射击精度.

从发射能量的成本来看,常规火炮的发射药产生每兆焦耳能量需10美元,而电磁炮只需0.1美元.而且电磁炮还可以省去火炮的药筒和发射装置,故而重量轻、体积小、结构简单、运输以及后勤保障等方面更为安全可靠和方便.

电磁炮作为发展中的高技术兵器,其军事用途十分广泛.

(一)用于天基反导系统:电磁炮由于初速度极高,可用于摧毁空间的低轨道卫星和导弹,还可以拦截由舰只和装甲发射的导弹.因此,在美国的“星球大战”计划中,电磁轨道炮成为一项主要研究的任务.

(二)用于防空系统:美军认为可用电磁炮代替高射武器和防空导弹遂行防空任务.美国正在研制长7.5米、发射速度为500发/分、射程达几十千米的电磁炮,准备替代舰上的“火神——方阵防空系统”.用它不仅能打击临空的各种飞机,还能在远距离拦截空对舰导弹.英国也正在积极研制用于装甲车的防空电磁炮.

(三)用于反装甲武器:美国的打靶试验证明,电磁炮是对付坦克装甲的有效手段.发射质量为50克、速度为3km/s的炮弹,可穿透25.4mm厚的装甲.有关资料还报道,用一种电磁炮做试验,完全可以穿透模拟的T-72、T-80坦克的装甲厚度.由此可见,电磁炮具有很强的穿透能力,是非常优良的反装甲武器.

(四)用于改装常规火炮:随着电磁发射技术的发展,在普通火炮的炮口加装电磁加速系统,可大大提高火炮的射程.美国利用这一技术,已将火炮射程加大到150km

 
 
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