科技兵器

董旭

摘要：介绍了电磁脉冲武器的定义、分类及作用原理，研究并分析了微波武器的工作原理，阐述了电磁脉冲武器的发展趋势。

关键词：电磁脉冲武器；核爆电磁脉冲武器；非核爆电磁脉冲武器；微波武器

引言

电磁脉冲武器（EMP）是近年来逐渐发展起来的一种新概念定向能武器，其杀伤原理是利用核爆炸或高能微波发生器产生的强大电磁脉冲，使电子设备中的半导体、集成电路、电阻、电容、滤波器等电子元器件受到损坏，造成电子设备失效或损坏。更为重要的是，电磁脉冲武器更是隐身武器的克星。由于电磁脉冲武器的脉冲能量密度极大，瞬间就能使吸波材料的温度上升，对其造成破坏，因此使隐身武器原形毕露。

一、电磁脉冲武器的定义

电磁脉冲，是短暂瞬变的电磁现象，它以空间辐射传播形式，透过电磁波，可对电子、信息、电力、光电、微波等设施造成破坏，可使电子设备半导体绝缘层或集成电路烧毁，甚至设备失效或永久损坏。电磁脉冲武器正是利用这种特性对敌方装备及武器系统进行干扰、破坏。

二、电磁脉冲武器的毁伤机理

电磁脉冲是天生的武器克星，对装备的影响有着出乎意料的效果，因此电磁脉冲武器对电子器件的毁伤机理大概分为以下几种方式：

1.电路击穿。通过电磁能转化的电压，使电路过载、击穿。

2.加热烧毁。近似于微波炉的原理，电磁波会加热器件，使之损坏甚至烧毁。

3.电流过载。通过电磁波在电子器件中感应出的感应电流，冲击电路，产生破坏效果。

4.電磁干扰。当功率不足时，发出的电磁波会干扰敌方的通讯系统，达到战略需求，不会造成永久性伤害。

5.耦合破坏。任何暴露的导体都是天然的天线，可以接收波，当电磁波达到一定功率，会产生感应电流破坏电路。任何有电路外壳有缝隙的设备、暴露的电源，都会受到损害。

6.直接毁伤。当使用微波功率密度达到1～10kw/cm2时，可对物体造成直接伤害，也可引爆导弹。

三、电磁脉冲武器的分类及作用原理

（一）核爆电磁脉冲武器（NEMP）

核爆电磁脉冲武器主要利用的是核武器爆炸后产生的γ射线与同在空气中的分子发生康普顿散射反应，γ粒子中电子被打出，留下带有正电荷的原子核，同时释放巨大的脉冲能量，电子设备中不加任何保护的电子会不断吸收空气中的电磁脉冲能量，导致设备温度急剧升高，从而使内部器件破坏或是烧毁。距离较远的电子设备也会由于空气中的电磁不平衡引发的磁场，受到干扰。

由于在地表使用核弹备受世界人民争议，由此诞生了高空核爆电磁脉冲武器诞生。如果在40km高空，将当量约为1000吨的核弹引爆，地球表面不会感受到爆炸产生的任何直接伤害，辐射也会大部分被阻挡在平流层。但以核弹为中心300km范围内地表将遭受场强为1000V至30000V的强大电磁冲击，范围内电子设备虽外表没有被破坏，内部器件却已短路并永久损坏，所有通信将被干扰数小时[8]。这种“干净核爆”既可以达到战略目的又相对较易被接受。

（二）非核爆电磁脉冲武器

从以往的研究中发现，普通炸药爆炸所产生的化学能有少量转化为了电磁脉冲。早在30多年前专家就将眼光放在了这个具有重要价值的现象上，非核爆电磁武器正是利用了这个现象将产生的化学能转化成电磁脉冲，以达到干扰和杀伤的目的。

事实上，普通炸药爆炸所释放化学能的速率可以达到电磁脉冲杀伤目标的能流量级，但它释放的大多是热能，不是电能，因此必须将释放的化学能尽可能的转化为电能。经过科学家多年的努力研究，结合现代战争需要，根据电磁脉冲原理，最终制造出了电磁脉冲炸弹，如图3-2。

这类炸弹有四类关键技术：爆炸通量压缩生成器、炸药驱动磁流体动力产生器、高功率微波范围设备、虚阴极震荡器。其中最为关键的是爆炸通量压缩生成器和虚阴极震荡器。

1.爆炸通量压缩生成器。1960年美国国家实验室第一次试验成功，装置实际上是以微秒级别在微型管内，经过一系列的反应，产生数十万焦电能的装置。当无数微型管组成了大型管，其作用电流将堪比闪电。

2.虚阴极震荡器。经过了爆炸通量压缩生成器的作用会产生低频高能的电磁波，这种频段的电磁波是无法达到毁伤标准的。虚阴极振荡器的作用就是将产生的电磁波频段升高，并在可控范围内。

（三）微波武器的工作原理

微波武器主要由微波发生器、天线、定向微波发射装置、电控系统等组成，是目前应用较为广泛的电磁武器，具有带宽（波长范围可在0.01mm～1m之间）、高频（一般在0.5GHz～100GHz）和速度快的特点。它在伊拉克战争、海湾战争、科索沃战争等现代战争都有着不俗的表现。

微波武器一方面可对通信装备、指挥系统、雷达装置、定位导航系统，几乎所有电子设备产生干扰作用，导致敌方聋、哑、盲，瘫痪其整个作战系统。即使敌方设备有电磁屏蔽装置，理论上只要屏蔽装置之间的缝隙大于攻击电磁波长，根据波的衍射作用，电磁波仍可以绕过屏蔽对目标进行干扰。另一方面，当微波武器的功率密度达到3～13MW/cm2时，人体会产生幻觉，记忆紊乱；若达到10～50MW/cm2同时高频时，人体会痉挛、昏厥；若达到50MW/cm2时，人体皮肤会被烧伤，如果功率密度更高，可瞬间造成人员死亡。这种杀人于无形的武器，可达到难以想象的恐怖杀伤力。由此可以看出，微波武器无论对人或是对物，都有着令人生畏的效果。随着其不断发展，在日后战场中将会有更大的影响力。

四、电磁脉冲武器发展趋势

现代战场是非接触战争的战场，电磁脉冲武器的产生代表着时代的变换，仅有的信息化已无法抵御脉冲武器的攻击，这种既有软杀伤能力，又有硬杀伤能力的“不流血的武器”将代替人决胜千里之外。未来电磁脉冲武器的发展方向主要表现在如下几个方面：

1.体积减小，能量集中。由于电磁脉冲武器的作用机理，高功率高能量是必备条件，这也导致其体积较大，不便机动。在保证战斗需求的条件下，使电磁脉冲武器成为一种高机动，甚至单兵作战武器，将会很大程度提升战斗能力。

2.多向发展。电磁脉冲武器不仅仅可以干扰敌方通信、电子信息系统，还可以攻击隐身武器，掌控媒体导向，因此，只有电磁脉冲武器全面发展才能真正掌握电磁权。

3.注重电磁防护。在发展电磁脉冲武器的同时，防护电磁脉冲武器也是重中之重，攻守兼备方能克敌制胜。