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“電磁安防”已被提上日程

 

  1.綽號“信息設備終結者”

  電磁脈衝是一種瞬變電磁現象,泛指雷擊產生的電磁脈衝、開關產生的電磁脈衝或高空核爆及電磁脈衝炸彈產生的電磁脈衝。它具有涵蓋麵積大、持續時間短、能量與頻率範圍寬的特性,能在極短時間內,以電磁波的形式將強大能量傳至遠處。

  電磁脈衝武器則是一種利用強電磁脈衝摧毀來襲導彈、電子設備甚至擾亂人的大腦神經係統、使人暫時失去知覺的武器,有時也稱為電磁脈衝產生器。電磁脈衝武器通常由初級能源、能量轉換裝置、射頻脈衝產生器和發射天線等幾部分組成。

  電磁脈衝可以與電纜、導線和天線等耦合,把能量傳遞給電子設備,致使其失效或損壞;還能使磁性存貯器(磁心、磁鼓和磁帶等)消磁或失真,抹去存貯的信息。此外,電磁脈衝還可以使飛機和導彈等的金屬外殼上產生很大的感生電流,這種電流通過殼體上的隙縫或艙口耦合到殼內,可使電子元器件、線路和設備受到不同程度的影響。

  美國進行的試驗表明,核電磁脈衝能破壞50公裏以外沒有防護措施的B-1轟炸機。由此看來,高能電磁脈衝確實是不折不扣的“信息設備終結者”。不過,人們真正認識它,並將其製成武器卻是出於偶然。

  2.誕生於核爆“蘑菇雲”中

  提到“蘑菇雲”,人們自然會聯想到原子彈。見過原子彈爆炸的人很少,但是,幾乎人人都見過“第二原子彈”爆炸,那就是自然界的雷電和靜電現象。

  1961年10月,蘇聯在北極圈新地島上空35公裏處進行氫彈試驗。猛烈的核爆炸不僅毀滅了爆心附近的一切,還對數千公裏範圍內的電子係統產生強烈衝擊。蘇軍的防空雷達被燒壞,無法探測空中目標;上千公裏長的通信線路中斷,部隊1個多小時處於無法指揮的狀態。

  次年,美國在太平洋的約翰斯頓島上空進行核試驗後,距該島1400公裏之遙的夏威夷檀香山陷入一片混亂。防盜報警器響個不停,街燈熄滅,動力設備上的繼電器一個個被燒毀……當時,人們並不能解開這個謎。經過幾年的研究,才發現這是核爆炸產生的電磁脈衝引起的後果。

  實踐證明,核電磁脈衝的破壞力異常驚人。在各國此後進行的核試驗中,核電磁脈衝能量侵入電子、電力係統,燒斷電纜、燒壞電子設備的事例屢見不鮮。而且,高空核爆炸產生的電磁脈衝危害,往往比地麵和地下核爆炸更大,其脈衝強度大、覆蓋區域廣。還有記錄指出,超高空核爆炸產生的電磁脈衝,曾使幾顆低軌道人造衛星上的太陽能電池板和電子設備受損,因此,電磁脈衝亦可作為反衛星武器。

  由於大氣的衰減作用,高空核爆炸產生的熱、衝擊波、輻射等效應,危害都不如電磁脈衝效應大。據測算,100萬噸當量的核武器在高空爆炸時,約有萬分之三的能量以電磁脈衝形式輻射出去。隨著核技術的發展,一些國家研製出核電磁脈衝彈(E-BOMB),這種武器增強了電磁脈衝效應,削弱了衝擊波與輻射,使用起來比一般核武器更靈活。

  3.電磁脈衝彈日益精進

  據了解,E-BOMB的基礎理論最早於1925年由美國物理學家阿瑟·康普頓提出,目的是用於原子的研究。後來,在核試驗中的意外發現,激起了各國軍方將電磁脈衝用於戰爭的興趣。對有核國家而言,核電磁脈衝彈的設計製造相對便捷,但也存在威力難以控製、可能造成放射性汙染等弊端。於是,常規電磁脈衝武器的開發被提上日程。

  美國一直處於E-BOMB研究的前沿。這項工作屬於高度機密,目前普遍的猜測是,新一代E-BOMB利用高溫超導體製造強大的磁場。但也有一種低成本、低技術的E-BOMB:FCG(磁通量壓縮發動機)。

  FCG是一種可在幾十到幾百微秒內產生百萬焦耳能量峰值電能的裝置。它的工作原理十分簡單:將爆炸機械能轉換為電磁場。起爆前,先由其他能源提供電流讓FCG具有一定的磁通量。當啟動電流達到峰值時,炸藥起爆。隨著爆炸衝擊波持續前進,線圈的電磁場被不斷壓縮,並且讓線圈內電流飆升,直到整個FCG崩潰而釋放出巨大能量。

  電磁脈衝武器的小型化也是其發展方向。美國新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯國家實驗室,就成功研製出一種大小如手提箱的裝置,可以產生強大的電磁脈衝。人們設想,由突擊隊員潛入敵國,把這種裝置放在軍事、經濟或政治建築物內,將其引爆即可破壞所有電子設備,造成混亂。當然,也可將其作為彈頭射向敵軍,以摧毀電子係統,破壞通信,影響武器操作。

  美國應用物理學公司為美國空軍製造的一套被稱為“馬克斯發生器”的裝置,也可以產生高頻電磁脈衝。該公司宣稱:“向日葵视频污色正嚐試把這套係統安裝在無人駕駛的航空器、炮彈或導彈上,以便能製造出一種‘電磁雷場’,用來燒毀敵人導彈的控製裝置。”實際上,這種電磁脈衝對電子設備實施的是“麵摧毀”,其功率可達8000萬瓦,瞬間即可使供電網和有線通信網短路,也可將幾十公裏範圍內的電子元器件燒毀。

  4.一旦參戰破壞力無窮

  人類研製電磁脈衝武器始於20世紀70年代,20世紀90年代進入實用化階段。目前,美國的核與非核電磁脈衝彈均已形成實戰能力。2004年,美軍開始對新一代電磁脈衝武器進行廣泛測試,計劃最終將目前造價昂貴的電磁脈衝武器的成本降至400美元以下。

  除美國外,俄、英、法、德、日等國,也都在進行高功率電磁脈衝武器的開發。有國際軍事專家分析認為,兩次海灣戰爭中,伊拉克之所以被動挨打,重要原因之一就是指揮控製係統和防空設施遭到破壞,喪失了對電磁環境的控製權。

  韓國也對電磁脈衝武器表現出濃厚興趣。據英國《簡氏防務周刊》報道,韓國自1999年以來就在進行這方麵的研究,準備在2010年前進行這種武器的測試,2011年至2015年間製造出能夠實際作戰的電磁脈衝彈,廣泛裝備陸海空三軍。

  軍事專家指出,2003年8月影響了美國俄亥俄、紐約、馬裏蘭、賓夕法尼亞、密歇根等州甚至加拿大部分地區的大停電,顯示了E-BOMB的潛在威懾力。在這次大停電中,200多家發電站被迫關停,其中包括幾家核電站。此外由於路燈不能照明,這些地區發生了空前的交通大堵塞。鐵路、航空、天然氣站和煉油廠等陷入癱瘓,電視和廣播信號中斷。雖然大停電隻持續了一天,但它給美國帶來的損失卻以百億美元計。

  5.“電磁安防”已提上日程

  有矛必有盾。對於電磁脈衝武器特性的研究已進行了近半個世紀,然而,對相應防護手段的研究,基本都停留在電磁兼容範疇內。目前,全球多數國家的許多軍用、民用電子設備仍沒有采取電磁脈衝防護措施,有的甚至無任何強製性出廠檢驗標準。換言之,一旦政府機構、金融中心、通信網絡、廣播電視等事關國計民生的重要係統和軍事設施,遭受軍事強國電磁脈衝武器的打擊,勢必將會造成不可逆轉的徹底癱瘓,對國計民生形成重大傷害。

  我國在頒布《氣象法》之後,圍繞雷電電磁脈衝的防護已經被正式提上日程。據我國軍用電子信息設施雷電防護標準編委會委員、北京歐地安科技有限公司總裁佟建勳介紹,在雷電電磁脈衝防護方麵,雖然中國起步較晚,但“加速度”很快。國家有關行業政策、法規、標準的陸續出台,極大地促進了防雷行業的整體發展,中國正在逐漸縮短與發達國家的差距。

  北京歐地安科技有限公司是一家專業的“電磁安防”企業。佟建勳總裁表示,相對雷電防護及其他電磁信息安全產品而言,“高能電磁脈衝武器攻擊防護”要求波形抑製效果更高,器件響應時間更快。如何有效提升電磁安防技術及應用,已是建立在國家安全高度上不可或缺的技術重點之一。

 
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