电子脉冲军事应用 美国害怕呼吁“禁用”!揭秘中国电磁脉冲武器,真实威力究竟如何

小编 2024-10-14 电子技术 23 0

美国害怕呼吁“禁用”!揭秘中国电磁脉冲武器,真实威力究竟如何

你知道中国在哪类新式武器方面又取得了新的研发进展吗? 并且这一成绩还让美国感到了危险,于是他们极力呼吁要让各国制止中国及其他国家使用该类武器。那么这个武器到底是什么?它的工作原理又是什么,现在中国对该项武器的研制程度又到了什么阶段了呢?

一:电磁脉冲武器的历史。

今天要和大家分享的是电磁脉冲武器,这是一种能够产生强大的电磁脉冲,以此来摧毁敌方的电子信息设备,打乱对方的电子设备正常工作的一种弹药的总称。

电磁脉冲弹其中包括很多种弹药,例如像电磁脉冲导弹和电磁脉冲炮弹以及炸弹等等。主要被攻击的对象有雷达,无线电通讯设备,还有计算机和光电射频制导武器等。

其实早在上个世纪中下旬,美国就已经对电磁脉冲武器有了新研究,并且还投入了实际战场。只不过他们并没有在该武器的研发过程中投入后备力量,导致21世纪到来之后,美国在电磁脉冲武器的研制方面处于停滞不前的状态。

上个世纪80年代后期,美国人通过高功率微波和爆炸磁压缩技术,在电磁脉冲武器方面取得了最新研制成果。并且他们将该武器直接搭载在了坦克雷达上进行近距离干扰敌军的信息工作。

苏联一看美国人已经在电磁脉冲武器方面处于世界一流状态,于是也不甘落后赶紧加大了军事科研力量,在电磁脉冲武器方面想要寻求到新的突破。于是苏联人又利用盘式爆炸磁通量脉冲武器,产生了200兆安培的电流,并且发生过30兆安培以上的电流输出。

只不过由于电磁脉冲武器的研制和优化成本太高了,并且他们在作战时利用高功率微波弹的要求也太高,这属于距离较近的作战武器。

所以在上个世纪年代末时,美国和苏联哪怕花了很大的心血想要研制出比较成熟的电磁脉冲武器,但依然没有取得非常明显的成果。

但是美国人对此并不害怕,因为在那时美国已经掌握了较为先进的电磁脉冲武器技术,他们觉得那就已经够用了。于是,美国还将该武器在1991年的海湾战争和8年之后的科索沃战争中都投入了使用,当时搭载着电磁脉冲武器的装备是巡航导弹。

那么,电磁脉冲武器是如何诞生的呢?事情还得从1961年10月底开始讲起。当时苏联进行空爆核实验,但是没想到他们对于氢弹的控制力度不佳,最后在实验过程中氢弹不仅炸毁了爆破中心附近的一切,而且还对周边的电子系统产生了冲击。

对此现象,苏联人并不认为这是一种打击,反而看到了冲击波对电子系统产生强大损害的现象。他们觉得这种冲击波对电子系统的损害也可以制成一种新式武器,也许威力要比氢弹和原子弹等核武器的威力还要强。

1963年7月,美国同样也发生了事故。他们是在太平洋上空4千米处进行空爆实验,最后动力设备被烧毁,并且让附近的生态系统遭到了毁坏,这也是一起事故。但是经过美国和苏联的这两起空爆弹实验却让人们越来越对另一种效应感到好奇,那就是电磁脉冲。

为什么这样说呢?因为当一个氢弹在爆炸的时候,它的阿尔法射线中所含的介质中的分子和原子就会进行相互冲撞,并激发出了一种新的物质叫做电子,这就是康普顿效应。

而电子在强大的电场上高速运动,就会形成强大的电场强度。在爆炸中心点几千米范围内,这种电场强度可以达到几万伏的压力。并且以光的速度向四周传播,也就是说它的作用范围不仅大,而且威力还极强。

1983年,美国军事家当时透露出的消息是说:试想人们可以动用1000吨的氢弹,并且将之运送到欧洲距离水平线4千米的高空进行引爆的话,那么整个欧洲的生态系统都会受到毁坏。

就是在这样的背景之下,美国的军事专家和苏联的军事专家都看到了电磁脉冲的军事价值。这两个国家也分别是在上个世纪年代末争先恐后地把研制力度放在了电磁脉冲这方面。而经过后期的研制和发现的其他几种效应,这类武器也就被统称为了电磁脉冲弹。

那么,电磁脉冲武器的主要优势在哪呢?这类武器它不会损害引爆硬件设施,比如说砖头和瓦砾不会因此而受到影响。也不需要使用该武器的部队动用一兵一卒。但是它所产生的强大威力却可以致敌于无形之中,所以它也变成了改变传统战争规则的新式武器。

其次,电脉冲武器从发射到击中目标,整个过程是用到了光速单位。也就是说它的射击时间短,但是命中率又很高,干扰范围又很广,不存在弹道被损害会影响投射击中等问题。

电磁脉冲武器的存在威力又有哪些呢?首先大家要知道,电磁脉冲武器它有两个主要的分类,一种叫做核电磁脉冲弹,另一种叫做非核电脉冲。他们的工作原理其实有很大的差异,前者是通过增强电磁脉冲效应,后者是通过利用炸药压缩磁通量的方法增加微波的功率。

在武器通讯、预警、雷达系统设备当中,只要其涵盖了电子元器件,那么敌军在受到了电磁脉冲武器的袭击之后,这些电子元器件必然会失效,也不会正常工作,甚至连最基础的记忆信息也全部会被抹掉。在之后的工作中,该电子元器件也会出现系统问题,比如说误码等等。

再看人员受伤情况。当敌军有正在操作导弹,雷达,飞机和炮弹以及坦克时,敌军在电磁脉冲武器的袭击范围内,他们的生理功能会发生紊乱的情况。

严重情况会直接丢失性命,正常的情况是:敌军会在受到袭击之后立即出现心情烦躁,头疼不已,丢失记忆以及神经错乱,甚至连心脏功能也会衰退等情况。

如果是动用到了电磁脉冲武器当中的微波高功率照射,那么受袭击的人员皮肤还会出现灼热的情况,眼睛视力受到影响,普通情况者还有可能会出现白内障甚至是皮肤严重受伤,最严重的情况会让敌军直接当场丢失性命。

要注意,这些数据还是上个世纪90年代末美国和苏联对外提供的说辞。也就是说21世纪到来之后,2021年的电磁脉冲武器的威力如何,这又是一个未知数了。

前苏联的研究人员曾经对电磁脉冲武器进行过山羊实验,他们给出来的数据是说,电磁脉冲武器的实验范围多达2公里。而在此范围内的山羊全部都因为受到了袭击而丢失了生命现象。不到10分钟的时间,这群山羊全部都瘫痪倒地口吐白沫,不久便失去了生命特征。

那么,电磁脉冲武器的破坏效应情况又如何呢?因为电磁脉冲可以短暂或瞬间改变敌军的电磁现象,它可以通过空间环境的辐射传播形式,去改变敌军或破坏敌军的电子设备。

其中信息,电力,光电,微波,电子等设备,必然会在受到袭击后出现烧毁、短路甚至是失效和损坏的情况。所以我们就可以得出结论:电磁脉冲武器的破坏效应主要有四大类。

第一大类是瞬间改变敌军的电场,对敌军的通讯系统进行损害。第二是改变敌军内部的电场涌流情况,第三是制造新一轮的强大电子压力,对敌军活动附近的电流进行强制性改变,让他们无法在接下来的对抗环节中制定新计划。第四是产生丰富的频谱,对敌军人员造成伤害。

二:如今的电磁脉冲武器情况。

那么,电磁脉冲技术在各国的发展情况又是如何的呢?首先来看美国,他们在1985年时就已经制定了相关的研制计划,并且重点放在了杀伤机理这方面。也就是说电磁脉冲武器被美国重用的时间是在上个世纪80年代中旬,而且他们还着重优化该类武器的杀伤力。

两年之后,美国国防部又提出了新一轮研制电磁脉冲武器的计划,并且对外宣称他们已经掌握了该武器的五大核心技术。1991年美国正式将该武器投入战斗,并且打出了优良效果。后又推出新一轮研制计划,说要将电磁脉冲武器在海陆空三军分别制定新的研制和发展规划。

于是人们在伊拉克战争,科索沃战争和海湾战争当中,都看到了美军大量地投用电磁脉冲武器,并且取得了绝对性胜利。

紧接着再看俄罗斯。俄罗斯在1998年(或许更早)时已经攻破了电磁脉冲武器的研制,并且还发明了重达8公斤重的小型强电流电子加速器。

这种武器装备虽然并没有被直接投入战场,但是也经过了多次引爆实验。并且俄罗斯的国防部还表明,该类武器在他们专家的引用下,已经可以瞬间破坏敌军的电子设备和电子系统。

那么,中国在电磁脉冲武器方面是否取得了最新进展呢?中国大陆创建了上海合作组织,并且与众多国家签署了相关自由贸易协定,建立了该武器下的合作框架。这也就表示中国大陆不仅早就已经掌握了电磁脉冲武器的技术,而且有很多国家想来中国购买该武器。

可见中国对该武器的研制力度一直在不断地加强,而且还取得了各国的认可。但是说来也奇怪,美国自己在研制该武器的时候,不仅出台了相关的计划,而且还对外不断宣称该武器的威力之强。

但是当美国得知中国在该武器方面取得了最新进展,并且有很多国家可能想要在中国这边进口该武器时,美国又打了感情牌。说该武器的威力太过于强大了,可能会严重的损害他国的安全以及电子系统的信息保护。

所以美国就在这时突然站出来,呼吁各国一定要禁止各国使用电磁脉冲武器,甚至是对研制技术还要进行打击。如果美国真的是为世界安全考虑,那么他们便不会在上个世纪80年代着重研制电磁脉冲武器,也不可能会让他们的国防部对外发表声明,称会把重点放在该武器的杀伤力方面。

世界是在进步的,谁家有肉吃自然会有很多人跑着去闻香。但美国借机想让中国禁用电磁脉冲武器,别说中国不答应了,就连其他想要在中国进口该武器的国家或许也不会同意。

美国人自己无力研制出新型的现代化电磁脉冲武器,变相打压其他国家在该武器的研制方面取得进展,这或许就是典型的吃不到葡萄就说葡萄酸了。

远距离摧毁敌方电子装备 电磁脉冲化身无形空间作战利器

Krasukha系列系统是一款集成度很高的车载高功率微波干扰系统,可对预警机实施干扰,尤其针对美国E-3预警机和其他使用S波段的系统。图为部署在叙利亚的俄罗斯Krasukha-2雷达干扰系统。图片来源:俄罗斯“军事检阅”网站

▼美国推进了一系列电磁防御技术的发展。图为一名陆军网络/电子战士兵在加利福尼亚州欧文堡国家训练中心的演习中设置干扰天线。

图片来源:美国国防部官网

图为俄罗斯自行研制的Ranets-E高功率微波武器系统。Ranets-E系统首次露面于2001年,2008年正式推出。

图片来源:俄罗斯“军事检阅”网站

外媒报道称,俄罗斯日前公布了其正在研制的电磁脉冲武器的一些技术细节,指出该武器可打击6英里(约9.66公里)以外的目标。该武器可以用电磁脉冲击落空中的有人机或无人机。据称,俄罗斯从2015年开始测试电磁脉冲武器,目前其对空中目标的平均射程是7—8公里,最远可达10公里。

对此,军事科普作家方长安对科技日报记者表示:“从新闻报道中看,这是一种电磁脉冲定向能武器。但它实际上是一种高功率微波(HPM)武器,有可能是俄罗斯Ranets-E高功率微波武器系统的一次升级改造。Ranets-E系统首次露面于2001年,2008年正式推出。该系统被称作‘射频炮’,使用一个X波段、500兆瓦的脉冲大功率微波源,生成500赫兹、10—20纳秒的脉冲,平均输出功率为2.5—5千瓦,作用距离7—12公里。”因此,此次披露的定向能的电磁脉冲武器很可能是Ranets-E的改进版。

电磁脉冲武器理念源自氢弹爆炸

从作用效果上讲,电磁脉冲武器是一种专门用来干扰、破坏甚至摧毁敌人指挥、控制和电子系统的武器,可利用短时间产生强大的电磁场能破坏对方的电子电路、雷达、通信指挥系统,是介于常规武器和核武器之间的一种新型大规模电磁杀伤性武器。例如俄罗斯的Krasukha-2雷达干扰系统,实质上就是一种大功率微波武器,它可以实施干扰并破坏目标硬件。

1962年,美国在高空核爆试验中发现了电磁脉冲的特性,为电磁脉冲武器的理论研究打开了大门。当时的科学家发现氢弹爆炸时,会导致周边地区的通信电路烧坏、中断。

资料显示,20世纪80年代,美国就开始进行电磁脉冲武器装备的实践研究。在海湾战争和伊拉克战争期间,美军均使用了电磁脉冲武器,造成巴格达地区大面积停电,雷达、电脑、媒体和通信设施陷入瘫痪。这对作战胜利起到关键作用。

方长安指出:“电磁脉冲武器主要用来攻击密集装备电子设备、对战争进程具有重要影响的目标,比如航母、电子战飞机、发电厂、指挥通信系统、网络服务器等,特别是对航母战斗群、隐身战机、地下指挥所、城市进攻作战有更佳的效果。”

当前,美国在电磁脉冲武器方面,无论是装备技术本身还是立法、战略规划等,均发展得不错。方长安介绍,美国典型陆基高功率微波武器有主动拒止系统(ADS)、“警惕鹰”系统、高功率微波反爆炸物装置等;典型的海基高功率微波武器主要是将舰载雷达天线改装为发射系统,以杀伤电子设备;典型的空基高功率微波武器则包括反电子设备高功率微波先进导弹项目(CHAMP)、高功率联合电磁非动力打击项目(HiJENKS)、高功率微波炸弹等等。

2015年以来,美国在立法、战略规划等方面多次给予电磁脉冲武器支持,2019—2020年,美军联合条令以《联合电磁频谱管理行动》《联合电磁频谱作战》取代《电子战战略》,并在术语词典中以“电磁战”取代“电子战”。与此同时,美国推进了一系列电磁防御技术的发展,如基础设施电磁防护的升级改造工程、反电磁辐射导弹工程等。

是否需要进行防护升级值得商榷

“电磁脉冲武器基本可以分为三类,第一类,也是最早出现的电磁脉冲武器,是低当量核弹在高空引爆所产生的高空核爆电磁脉冲(HEMP)武器,其作用距离可达几百公里;第二类是电磁脉冲发射器产生的高功率微波(HPM)武器,其作用距离可达几十公里,俄罗斯此次曝光的电磁脉冲武器即属于此类;第三类是利用高爆弹药及相关装置产生的高频超带宽(UWB)电磁脉冲武器,其作用距离在百米左右。”方长安说。

由于影响的区域极为广泛,传统的电磁脉冲武器,或者说是第一类电磁脉冲武器的投送不需要精确制导系统,甚至还可以在高空引爆,因而威力更大。这导致很多人称其是信息时代的“第二原子弹”。针对这种电磁脉冲武器,目前正在研制的防护技术包括新型吸波材料、等离子材料等先进材料防护技术,以及针对电子技术装备的电磁自适应技术、微波固态加固技术、演化硬件加固技术等。“目前主要的应对方式包括改进指挥所的基础设施,采用新方案、新技术改进武器装备平台的设计,以及采用人工智能等先进技术对电磁环境进行可视化侦测,以更好地防御电磁脉冲武器。”方长安介绍。

随着科技的发展,电磁脉冲武器也呈现出了不同的种类。拿上述俄罗斯的电磁脉冲武器来说,它可发射一股持续时长仅一秒的电磁脉冲,以光速击中目标,10公里范围内的飞机一旦被击中,机上设备都会被烧毁。

那么,这种定向的电磁脉冲武器出现后,有人机、无人机未来应该如何进行防护呢?

对此,方长安认为,俄罗斯这种电磁脉冲武器作用距离目前仅10公里左右,是一款战术级的武器,有人机、无人机的作用范围远远要大于此。目前看仅对战术级无人机、超低空飞行的武装直升机等构成一定威胁,而且在现行防护技术不济的情况下,是否有必要专注于电磁脉冲武器的防护升级,是值得商榷的。

“但是,从长远看,在战略级和战役级防护电磁脉冲武器的攻击方面,强化重要指挥控制平台、重要作战场所和国家重要基础设施等方面的电磁防护,是电磁防护领域的当务之急。”方长安表示。

有限范围内使用可能成为常态

外媒报道说,电磁脉冲武器与电子战武器有明显区别,尽管电子战武器可以在几百公里范围内进行电子干扰,但它的威力小且无法摧毁敌方设备,而电磁脉冲武器可以物理上消灭敌人的设备。

对此,方长安表示,从电子战向电磁脉冲作战转变,是在无形作战空间的一次作战方式升级转换,一种是电磁低能量密度的干扰、瘫痪,另一种是高能量密度的破坏和摧毁。

“从根本上讲,电磁发射平台的频谱覆盖、辐射强度、脉冲时间等性能相对不足,更多的是起到对电子平台作战效能的遏制作用,或者引起内部电子元器件电流电压的紊乱而自毁。而电磁脉冲武器,由于高密度能量且具有作用时间迅速、覆盖战略战役战术级所有频段、杀伤半径大等特点,不仅能够直接从物理上摧毁敌人的武器平台,而且能够对人员进行‘热效应’杀伤。”方长安说。

有人认为电磁脉冲武器未来也将是一种战略威慑武器。在俄罗斯的这种新型电磁脉冲武器出现后,我们应该如何看待这种说法呢?其使用范围未来是否有可能更加广泛?

对此,方长安表示,由于国际军控和裁军领域尚未对该领域进行规范,且该领域还处在发展中的初级阶段,因此,电磁脉冲武器在有限范围内的使用可能成为常态,并且会得到快速的发展。

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