电磁脉冲

简介

EMP-(electromagnetic pulses)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，能发射峰值功率在几瓦以上、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。

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，绝缘层被击穿，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。

武器用途

简介

电磁脉冲武器即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.[1]

结构原理

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爆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.

类型

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.[2]

(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.

特点

电磁炮与常规火炮相比，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.

用途

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

防护方法

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。