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石海明:一次攻擊可讓對手倒退百年? ——軍事專家詳解電磁脈沖武器毀傷機理

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發表于 2017-6-17 09:34:21 | 只看該作者 |只看大圖 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
                                                                                                        
一次攻擊可讓對手倒退百年?
——軍事專家詳解電磁脈沖武器毀傷機理
本報記者 張 強
一聲巨響過后,所有的計算機系統、信息化武器裝備都將瞬間被“燒焦”,所有電氣化引擎都無法發動,電網全部癱瘓,整個城市會瞬間倒退上百年……這不是科幻片中的場景,而是電磁脈沖炸彈爆炸后的可怕景象。
美國《國家利益》雙月刊網站6月5日刊發文章稱,即便是低當量的初級核武器也會構成嚴重的電磁脈沖威脅。朝鮮等國家很可能傾向于使用核武器來發動電磁脈沖襲擊,而不會去摧毀一座城市。
那么,電磁脈沖武器究竟是什么?它到底威力如何?為何人們如此懼怕這種武器?


國防科技大學軍事專家石海明副教授對科技日報記者表示,“電磁脈沖武器主要利用短時間強大的電磁場來破壞對方的電子電路、雷達、通信指揮系統。憑借‘不損一磚一瓦,不傷一兵一卒,卻能制敵于無形’的神奇威力,電磁脈沖武器逐漸成為改變戰爭規則的新概念武器之一,可以對電子信息系統、指揮控制系統和網絡信息系統產生巨大威脅,號稱信息時代的‘第二原子彈’。如果人在電磁脈沖發生時接近受影響的電子設備,則可能因為瞬間產生的超高電壓而灼傷、休克,甚至死亡。”



電磁脈沖武器源自康普頓效應

電磁脈沖武器(EMP,Electromagnetic Pulse Weapon)是依靠人工技術產生的電磁脈沖,在特定地區或目標周圍空間造成瞬間的破壞性電磁環境,致使敵方的電子設備遭到破壞或干擾,從而達成戰役、戰術目的的新概念武器。
記者了解到,電磁脈沖武器的產生源自人類所進行的氫彈引爆試驗。


1963年7月9日,美國在太平洋海島約翰斯頓島上空400公里處進行空中核爆試驗。結果,距離其數千公里外的檀香山的數百個警報器全部失靈,瓦胡島的照明變壓器全部被燒壞,檀香山與威克島的遠距離短波通信也突然中斷。與此同時,距離爆破中心投影點1300公里的夏威夷群島上,美軍的電子通信監視指揮系統也相繼失靈,整個島上防盜警報器響個不停,街燈熄滅,電器被燒毀。無獨有偶,蘇聯進行的氫彈試驗也導致數千公里內的電子設備甚至雷達都被燒毀,通信線路全部中斷。當時人們并未解開這個謎。


后經過相關研究,人們發現這是氫彈爆炸所產生的電磁脈沖所導致的。氫彈爆炸時,除了產生輻射、熱浪和震波外,還會產生射線撞擊大氣中的氣體分子,使大量自由電子釋出。這些自由電子受到地球磁場的作用,會進一步產生瞬間超強電磁輻射。這個從核爆到電磁脈沖產生的效應,通常稱為康普頓效應。正是這個效應導致地面上的電器產生感應電磁場,繼而將電子設備燒毀。


石海明說,“現代軍事裝備日益廣泛地采用半導體集成電路,而這種電路比老式的電子管電路在抗電磁脈沖的能力方面要低幾個數量級,因此電磁脈沖對半導體器件和設備所能造成的破壞也就要大得多。組成戰場神經網絡的電磁平臺一旦遭到破壞,會影響戰爭的結果,也會使整個城市癱瘓。”


因為這種由核爆炸產生的瞬時電磁脈沖具有巨大的軍事價值,各國科學家們開始不遺余力地研究電磁脈沖武器,其中美國是這個領域的領先者。

早已在信息化戰場屢建奇功

“現代戰爭中,各種軍用電磁輻射體如雷達、通信、導航等輻射源的功率也越來越大,數量成倍增加,頻譜也越來越寬,再加上高功率微波武器等定向能武器和電磁脈沖彈及超寬帶、強電磁輻射干擾機的出現,使戰場的電磁環境變得異常復雜。這就給了電磁脈沖武器巨大的用武之地。”石海明表示。


他介紹,電磁脈沖武器主要包括核電磁脈沖彈和非核電磁脈沖彈。核電磁脈沖彈是一種以增強電磁脈沖效應為主要特征的新型核武器。為了避免核爆炸帶來的污染,人類又開發出非核電磁脈沖彈,即利用常規炸藥爆炸壓縮磁通量的方法產生高功率微波的電磁脈沖武器。而非核電磁脈沖彈使得電磁脈沖武器的使用范圍更加廣泛。


很多人恐怕都記得電影《黑客帝國》里一瞬間癱瘓烏賊機器人的武器。這就是電磁脈沖武器。實際上,這早已不是科幻場景。和其他武器一樣,電磁脈沖武器自誕生之后就被應用到了戰場上,并屢建奇功。


早在1991年海灣戰爭期間,美軍就使用了電磁脈沖武器。美軍利用一枚配備非核電磁脈沖彈頭的戰斧巡航導彈,破壞了伊軍的防空雷達,伊拉克軍隊的防空高射炮只能對著空中盲目掃射。
而2003年伊拉克戰爭中,美軍又使用電磁脈沖炸彈轟炸伊拉克,造成巴格達地區大面積停電,伊拉克國家電視臺信號中斷,雷達、電腦、媒體和通信設施陷入癱瘓。


正如前述文章指出的,電磁脈沖襲擊不需要精確制導系統,因為其影響區域十分廣泛,方圓可達數百乃至數千公里。此外,也不需要重返大氣層載具,因為彈頭會在大氣層以外的高空引爆。導彈的可靠性也關系不大,因為只要一枚導彈發射成功就能實施電磁脈沖襲擊。因此,其實際威脅可能比核武器更大。
必須對電磁脈沖進行有效防護
由于獨特的物理效應,電磁脈沖武器應用可謂廣泛——攻擊隱形武器,某些隱形武器依靠吸波材料吸收雷達探測波來達到隱身效果,而電磁脈沖武器正好可以攻擊隱形武器,燒毀吸波材料。攻擊導彈防御系統,當防御系統還未探測到電磁脈沖炸彈時,它就已經被炸彈所釋放的電磁脈沖摧毀了。與此同時,電磁脈沖武器還是對付航母編隊的一個“殺手锏”。軍事專家李杰在接受媒體采訪時曾表示,航母編隊在遭到非核電磁脈沖武器時,可能會讓所有的雷達、通信設施、指揮設施全部癱瘓,從而使艦載武器變成廢鐵。


隱形武器、反導系統、航母編隊……對于這些強大的軍事裝備,電磁脈沖武器均可應對。而且不同于常規武器,電磁脈沖武器還可以通過調整頻率和功率實現不同程度的破壞,達成不同的戰略目的。
“依據美軍研究報告,電磁脈沖武器的破壞程度按照射目標的功率密度,大致可分為:干擾、降能、損傷、損毀四個層級。”石海明介紹,干擾,即暫時性造成敵方裝備不能正常工作,干擾源消失后,系統恢復正常;降能,造成系統進入死鎖或保護狀態而關機,必須重新開機或進行維修;損傷,造成敵方的武器系統、或次系統中等程度的傷害,此效應產生的影響可能是永久性的;損毀,可對敵方武器系統造成致命且永久性的破壞,敵方若要恢復系統功能則需全面替換整個系統、設備以及硬件。


正因為如此強大的殺傷力,世界上主要的軍事強國在研究和發展電磁脈沖武器時,都高度重視武器裝備電磁環境效應的研究和防護技術。
石海明介紹,“美軍自1970年即致力于電磁脈沖防護的研究,并于1990年頒布其第一版的高空核爆電磁脈沖防護規范。目前,美軍對電磁脈沖武器技術的相關研究嚴格保密,據有限資料推測,美軍已將電磁脈沖的防護納入各個軍事裝備系統的作戰需求,同時也推廣到北約成員國,已取得較好的成果。”

石海明:(1981-)國防科技大學國防科技與社會發展研究中心副教授,博士,《國防科技》雜志編委,中國軍視網特約評論員,中信改革發展研究院研究員,遠望智庫特約研究員,《光明日報》社科普專家,中國指揮控制學會青工委副主任。

       與人合著出版《從物理戰到心理戰》、《虎狼之翼:關于科學技術與軍事變革的對話》、《適應者死亡:媒體狂歡時代的全球戰略博弈》、《國防科技發展戰略論》、《科學、冷戰與國家安全》、《制腦權:全球媒體時代的戰爭法則與國家安全》等9部作品,與人合譯《技術與國際體系變遷》、《思想大戰:腦科學與21世紀的軍事》、《信息戰:以柔克剛的藝術》3部。其中,《制腦權》入選中央國家機關干部“強素質-做表率”推薦讀物,《中華讀書報》年度百佳圖書。主持國家級科研項目兩項。

轉自:軍事科技與防務動態
               
                    
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