电磁脉冲炸弹

武器装备

电磁脉冲炸弹，又称高能微波炸弹，它本身没有动力。其特点是：专门摧毁指挥、控制和通讯用电子设备以及计算机目标。

概念起源

1961年，苏联在北极圈附近进行核试验，剧烈的核爆炸不仅对苏联空军的地对空雷达造成损坏，还影响到上千公里外的电子系统。两年后，美国开展了一次核试验，核爆炸后，距离爆炸中心上千公里范围内的环境均受波及，街道上的灯大部分熄灭。那时，夏威夷檀香山的居民同样搞不清楚原因。

1963年7月9日，美国在太平洋海岛约翰斯顿岛上空400公里处进行空中核爆试验，距离其数千公里外的檀香山的数百个警报器全部失灵，瓦胡岛的照明变压器全部被烧坏，檀香山与威克岛的远距离短波通信也突然中断。

此外，距离爆炸中心投影点1300公里的夏威夷群岛上，美军的电子通信监视指挥系统也相继失灵，整个岛上防盗警报器响个不停，街灯熄灭，电器被烧毁。甚至连距离爆炸中心5000公里的澳大利亚都受到了影响。无独有偶，苏联进行的相关氢弹爆炸试验也导致数千公里内的电子设备被烧毁，甚至苏军的雷达也被烧坏，通信线路全部中断。

经过数年的研究，人们终于发现，原来氢弹类的原子弹爆炸不仅会产生冲击波、光辐射、核辐射和放射性污染，还会产生电磁脉冲效应。氢弹爆炸产生的密集的α射线和γ射线会从大气中电离出大量高速运动的电子，继而在空中产生强大的电场。在爆炸中心附近几公里内的电场强度可以达到数万伏/米，不断变化的电场又会激励出磁场，瞬间产生的电磁场会以光速传播并产生强大的电磁脉冲，从而导致地面上的电器产生感应电磁场，继而将电子设备烧毁。

基本定义

电磁脉冲炸弹被称为“电磁杀手”，它是一种介于常规武器和核武器之间的新式大规模杀伤性炸弹。这种炸弹爆炸后产生的高强度电磁脉冲，覆盖面积大，频谱范围宽，几乎能够攻击其杀伤半径内所有带电子部件的武器系统。对于隐蔽在地下的电子系统，电磁脉冲炸弹也有办法。它产生的强电磁脉冲可以通过暴露在地面上的天线等设备产生感应电流，一直钻进地下，破坏地下设备的核心部分。

高强度电磁脉冲对电子设备的独特破坏力，是美国进行核试验时无意发现的。1962年7月，美军在太平洋中部的约翰斯顿岛进行了一次代号为“海盘车”的高空核试验，结果这次140万吨TNT当量的核试验，竟造成1400千米之外的夏威夷檀香山地区的供电网发生跳闸，连高压线的避雷装置都被全部烧毁。20世纪80年代后期，随着相关技术的成熟，号称“电磁杀手”的电磁脉冲炸弹终于问世。

电磁脉冲炸弹包括两种，一种是利用核爆炸时释放强大电磁波的核电磁脉冲炸弹，另一种是利用常规武器引爆的非核电磁脉冲炸弹。它们都是利用强大的电磁波使特定地区的电网、通信网和电子设备瘫痪的武器。

核电磁脉冲

电磁脉冲炸弹引起人们的注意比较晚，但是有关电磁脉冲武器的概念已经存在了很长时间。从20世纪60年代到80年代，美国最关注的是核电磁脉冲攻击的可能性。

电磁脉冲的出现要追溯到20世纪50年代的核武器研究。1958年，美国的氢弹测试产生了一些奇怪结果。测试中产生的爆炸冲击波越过太平洋，将夏威夷部分地区数百公里的街灯全部吹灭。爆炸冲击波甚至毁坏了远至澳大利亚的无线电设备。

研究人员发现电磁干扰是由康普顿效应引起的，该理论是由物理学家阿瑟·康普顿于1925年提出。其断言电磁能光子可以从原子序数较低的原子中撞出自由电子。在1958年的测试中，研究人员发现冲击波的密集伽马射线中的光子可以撞击出大量电子，使其摆脱大气中的氧和氮原子的束缚。大量的电子与地磁场相互作用，产生不断变化的电流，进而产生强大的磁场。由此引发的电磁脉冲将在广大区域内的导电材料中产生电流。

在冷战期间，美国情报局担心苏联会向美国发射核弹并在距离地面50公里的上空引爆，从而在更大范围内达到同样效果。他们也担心由此引发的电磁脉冲将会毁坏全美的电子设备。

该种（来自其他国家）攻击还是有可能的，但如今已不再是美国关注的焦点。如今，美国情报局更加关注非核电磁脉冲设备，如电磁脉冲炸弹。这些武器不会造成大范围破坏，因为它们不会在高空爆炸时产生光子。但是它们可能造成较大范围的局部彻底停电。

非核电脉冲

美国军火库中极有可能藏有电磁脉冲武器，但不太清楚其具体构造。美国许多电磁脉冲研究已涉及到高能微波 (HPM)。有些记者大胆推测这些武器的确存在，并且可能会用于局部战争。

美国的HPM电磁脉冲炸弹实际上可能根本不是炸弹。它们也许更像巨型高能微波炉，可以产生一束高强度的微波能量。有一种可能是将HPM设备安装在巡航导弹上，从空中摧毁地面目标。

这项技术非常先进，也极其昂贵，因此，如果军队没有足够资金，将很难实现该技术。但这只是电磁脉冲炸弹的一个方面。利用廉价的原料和基本的工程知识，恐怖组织可以轻易制造出具有危险性的电磁脉冲炸弹装置。

2001年9月下旬的《大众机械》发表了一篇文章，描述了这种可能的方法。这篇文章主要讲述了磁通压缩发生器炸弹 (FCG)，这种炸弹可追溯到20世纪50年代。这种电磁脉冲炸弹设计相当简单，费用也比较低。（这种概念型炸弹设计出自于美国国防部分析员卡洛·科朴撰写的报告。这个设计概念曾在公众中广为流传过一段时间。但没人能单单根据这些描述制造出实用的电磁脉冲炸弹）。

该炸弹包括一个金属圆筒（称为电枢），它由一个线圈（定子线圈）环绕而成。电枢筒内装满了高能炸药，整个装置外面包裹着一层坚硬外壳。定子线圈和电枢筒之间隔着一段空间。这种炸弹也需要电源，比如一排可以与定子相连的电容器。

工作原理

电磁脉冲炸弹（或更广义地说，电磁脉冲（EMP）武器）的基本概念非常简单。该种类型的武器专门采用较强的电磁场来摧毁电子线路。

根据无线电工作原理或电磁体工作原理，电磁场本身没什么特别。传输调幅（AM）、调频（FM）、电视和手机信号的无线信号都是电磁能，其与光、微波和x射线一样普通。

根据电磁学中最重要的概念，即电流可以产生磁场，不断改变的磁场也可以产生电流。无线电工作原理中有一页介绍了简单的无线电发送机就是通过改变电路中的电流来产生磁场的。反过来磁场又能使另一个导体（比如无线电接收天线）产生电流。如果不断变化的电信号含有特定信息，则接收机就能对其进行解码。

低强度的无线电传输只能产生可以将信号传送到接收机的适当电流。但如果大幅增强信号强度（磁场），则会产生更大的电流。足够大的电流将烧毁收音机中的半导体部件，使其彻底崩溃，无法维修。

收音机在工作中，频繁波动的电磁场能在任何其他导电体（例如，电话线、电源线甚至金属管）上产生大量电流。“无意形成的”天线会将电流尖峰信号沿导线（如连接电话线的计算机网络）传送到任何其他带电部件。足够大的波动可能击穿半导体设备、熔化线路、烧毁电池甚至使变压器爆炸。

有许多方法可以产生并“传送”这种磁场。

攻击目标

电磁脉冲炸弹的攻击目标主要有三类：一是军用和民用的电子通信和指挥中心，如指挥部、通信大楼等；二是雷达和防空预警系统；三是各类导弹和导弹防御系统。

爆炸程序

用开关将电容器与定子相连，并通过导线传输电流。从而产生强磁场。引爆装置点燃爆炸材料。爆炸以波的形式在电枢筒中部传播。当爆炸通过电枢后，电枢筒将与定子线圈接触。这就产生了短路，从而切断定子与电源之间的通路。这种自动短路压缩了磁场，从而产生强大的电磁脉冲。

最可能的情况是，这种武器的影响范围相对较小（与核电磁脉冲攻击不同），但也可以造成严重危害。

研究工作

上个世纪80年代，美国和苏联等国相继开始了对电磁脉冲炸弹的研究工作。

早在1985年，美国在制定“战略防御倡议”计划（即“星球大战”计划）时，就把高功率微波武器列为其空间武器发展的主攻项目，重点研究电磁武器的杀伤机理。1987年，美国国防部提出发展常规武器技术计划，其中的五大关键技术就包括高功率微波武器。1992年7月，美国国会总审计局提出了未来先进武器最关键的6项技术，其中就包括高功率微波武器，美国的陆海空三军还分别制定了各自的高功率微波武器发展计划。1993年美国进行了代号为“竖琴”的电磁脉冲武器试验，通过天线群向电离层发射电磁脉冲，试验成功阻断了通信并摧毁来袭的导弹。

电磁脉冲炸弹还在小型化领域得到不断拓展，美国和俄罗斯已经研制出了小型化的电磁干扰机，可被常规兵器投掷到敌方战区，可以摧毁敌方的指挥控制系统，并且影响精确制导武器和信息化单兵作战效能。

早在1996年，美国就研制出了可装备在巡航导弹上的只有手提箱大小的电磁脉冲武器，作战半径可达10公里。1998年，俄罗斯也研制出了只有8公斤重的小型强电流电子加速器，在爆炸时可以发出高功率电磁波，使各类电子设备遭到破坏。除了美国和俄罗斯以外，英、法、德、日等国也都在进行电磁脉冲武器的研究和开发工作。

弹药威力

电磁脉冲炸弹的巨大杀伤性源自对电器破坏，1千克的电磁脉冲炸弹，就足以摧毁几十吨烈性炸药才能损毁的电器设备。正是约翰斯顿岛上空的核试验让美国军方产生了研发对付敌方雷达等武器设备的想法。

1980年代后期，美国找到一种以非核爆形式而能得到高能电磁脉冲的方法，即“高功率微波弹”。其打击威力某种程度上不亚于原子弹，但没有核武器那样大规模的杀伤力。以航母为例，当遭到非核电磁脉冲武器时，可能会让所有的雷达、通信设施、指挥设施全部瘫痪，从而使舰载武器变成废铁。

虽然电磁脉冲对生物体几乎不会造成直接影响，但如果在电磁脉冲发生时接近受影响的电子设备，则可能因为瞬间产生的超高电压而灼伤、休克，甚至死亡。

战争事件

美国对电磁脉冲技术非常感兴趣，因为虽然电磁脉冲可能不会致命，但仍具有很强的破坏性。电磁脉冲炸弹将不会对建筑物和生物造成危害，但可能摧毁大规模军事设施。

可能的攻击方案有很多。低强度的电磁脉冲将短暂干扰用电系统，强度较大的脉冲会破坏重要的电脑数据，而强度非常大的脉冲会彻底烧毁电气和电子设备。

在现代战争中，不同程度的电磁攻击可能完成许多重要的战斗任务，而不会造成大规模的人员伤亡。例如：电磁脉冲炸弹能有效控制：

1、车辆控制系统

2、目标系统、地面设施、导弹和炸弹

3、通讯系统

4、导航系统远程和近程传感系统

电磁脉冲武器尤其适用于伊拉克战争，因为脉冲可以有效消除地下掩体的威胁。多数伊拉克地下掩体是很难用常规的炸弹和导弹摧毁的。核冲击波能有效摧毁许多掩体，但是，这将对周围区域造成巨大损害。电磁脉冲能穿过地面，破坏掩体的照明、通风和通信系统，甚至是电动门。掩体将彻底不再适于居住。

但是，美国军队也非常容易受到电磁脉冲攻击的威胁。美国军方已将尖端电子技术全面应用于军备。这种电子技术主要基于消费型半导体设备，它们对任何电压波动非常敏感。事实上，最基本的真空管技术可以更好地抵抗电磁脉冲炸弹攻击。

在任何国家/地区中，大范围电磁脉冲攻击都将危害军队的组织能力。地面部队也许可以充分利用非电子武器（比如机关枪），但是他们没有实施攻击或确定敌人位置的装备。一次有效的电磁脉冲攻击，能将任何正规军变成只能游击作战的散兵。

1991年，美军为了攻击伊拉克防空指挥中心的电子系统，发射了一枚配备非核爆电磁脉冲弹头的战斧巡航导弹，伊军的防空雷达被破坏后，防空高射炮只能对着空中盲目扫射。1999年对南联盟的轰炸中，北约使用了电磁脉冲炸弹，致使南联盟部分地区的通讯设施瘫痪，局部地区的供电系统遭到破坏。2003年美军又使用电磁脉冲炸弹轰炸伊拉克，造成巴格达地区大面积停电，伊拉克国家电视台信号中断，雷达、电脑、媒体和通信设施陷入瘫痪。

造成影响

尽管通常人们认为电磁脉冲武器是非致命的，但如果它们定向对准特定目标，也很容易致人死亡。例如，假设电磁脉冲武器破坏了医院的电力设施，任何依赖生命维持系统的病人将立即死亡。这种武器也能破坏交通工具，包括飞机，从而引发灾难性事故。

最后，电磁脉冲炸弹最深远的影响可能是对人们心理的影响。对发达国家进行一次全面电磁脉冲攻击将会立刻使人们的现代生活出现痛苦的停滞。虽然许多人可以幸存，但他们将会发现自己生活在一个与过去完全不同的世界里。

总体评价

电磁脉冲炸弹是21世纪规模最大的破坏性武器，可以对电子信息系统、指挥控制系统和网络信息系统产生巨大威胁，被称为信息时代的“第二原子弹”。2012年，波音公司成功试验了这一武器，使整个军营的计算机陷入瘫痪状态。电磁脉冲炸弹的攻击目标主要包括电子通信和指挥中心、雷达和防空预警系统以及各类导弹和导弹防御系统。

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