近幾場(chǎng)局部戰(zhàn)爭中,美國幾乎都會(huì)使用令人稱奇的新式武器。在海灣戰(zhàn)爭中,以精確制導(dǎo)武器名聲大振。在阿富汗反恐作戰(zhàn)中,可發(fā)射“獄火”導(dǎo)彈的“捕食者”無人機(jī)令人刮目相看。而在此次伊拉克戰(zhàn)爭中,使用的則是高能微波(HPM)武器。高能微波(HPM)武器是一種以高強(qiáng)度微波來殺傷和破壞目標(biāo)的新機(jī)理武器,具有強(qiáng)大的威力和相當(dāng)可觀的發(fā)展?jié)摿Γ瑢⒖赡軙?huì)成為未來戰(zhàn)爭的一把利器,不容小覷。
21世紀(jì)的新寵
物理學(xué)家阿瑟·康普頓發(fā)現(xiàn)的康普頓效應(yīng),為研制微波(HPM)武器提供了理論的依據(jù)。而1958年美國在太平洋上空進(jìn)行核爆炸實(shí)驗(yàn),產(chǎn)生大量高強(qiáng)度伽馬射線,釋放出大量的電磁波,但意想不到的是,遠(yuǎn)在1400km以外的夏威夷群島卻發(fā)生了許多出乎人們預(yù)料的情況:發(fā)電廠被破壞;街燈同時(shí)熄滅;高壓輸電線的避雷裝置全部被燒毀;無線電導(dǎo)航系統(tǒng)中斷長達(dá)18小時(shí)之久等等意想不到的事情。同時(shí)在澳大利亞也遭受到同樣的影響,這一切引起了美國政府和軍方的高度重視。于是投入了大量的人力物力進(jìn)行研究,結(jié)果研究發(fā)現(xiàn):高空核爆炸時(shí)釋放的γ射線同大氣作用,可衍生出巨大的電子流,在地磁場(chǎng)的作用下能產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁脈沖,從而導(dǎo)致上述怪事的發(fā)生。這個(gè)現(xiàn)象不僅驗(yàn)證了康普頓效應(yīng),也為研究微波武器奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。
2001年4月30日,阿伯丁試驗(yàn)場(chǎng)開始對(duì)這一種新式武器進(jìn)行外場(chǎng)試驗(yàn),為了避免損壞系統(tǒng)設(shè)備,工作人員將無關(guān)的電子儀器和設(shè)備進(jìn)行了轉(zhuǎn)移,外場(chǎng)試驗(yàn)一切準(zhǔn)備就緒后,下午6時(shí)13分,隨著高能微波武器的天線被接通,一束高功率微
波束射向了一輛正在行駛中的卡車,使卡車的點(diǎn)火系統(tǒng)和化油器頓時(shí)燃燒起來。大約在同一時(shí)間,位于新墨西哥州的空軍基地也完成了另一項(xiàng)微波武器的外場(chǎng)試驗(yàn)工作。這次是將微波武器安裝在卡車上,試驗(yàn)科目是用微波作用于人體,經(jīng)試驗(yàn)證明高能微波可使人感到劇烈疼痛、頭暈、惡心等,這也就了表明了高能微波武器的誕生。
微妙的機(jī)理
要使高能微波(HPM)武器工作就必需一個(gè)高功率微波源——虛陰極振蕩器來產(chǎn)生微波。產(chǎn)生微波的基本原理是:柵網(wǎng)陰極加速強(qiáng)流電子束,使許多電子通過陰極網(wǎng),在陰極后面形成一個(gè)空間電荷“泡”,稱為虛陰極。在一定的條件下,虛陰極將后來的電子反射回去,形成電子在陰極與虛陰極之間來回振蕩從而產(chǎn)生微波。要使虛陰振蕩器工作,需要一個(gè)強(qiáng)流電子束來激勵(lì)。強(qiáng)電子束將由爆炸激勵(lì)磁能量壓縮發(fā)生器來產(chǎn)生,高能微波武器有2級(jí)磁通量壓縮發(fā)生器。第1級(jí)產(chǎn)生爆炸的啟動(dòng)電流,當(dāng)爆炸啟動(dòng)后,爆炸將使電樞管膨脹變形,使之與線圈形成短路,將會(huì)壓縮電磁場(chǎng)并減少線圈的電感,使線圈中的電流直線上升,直到發(fā)生器崩潰為止,于是就產(chǎn)生巨大的電磁脈沖。
高能微波(HPM)武器的作用機(jī)理不同于傳統(tǒng)的武器,主要是通過高溫、電離、輻射等綜合手段來損壞對(duì)方的武器裝備,特別是敏感的電子元器件。就其發(fā)揮作用的機(jī)制而言,主要有電效應(yīng)、熱效應(yīng)和生物效應(yīng)。電效應(yīng)是指高功率微波在金屬表面或金屬導(dǎo)線上發(fā)生電磁感應(yīng),產(chǎn)生遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電子元器件所能承受的瞬間高壓電流,從而在瞬間內(nèi)擊穿或燒毀電子元器件等電子裝備。熱效應(yīng)是指高功率微波利用自身攜帶的能量,作用于目標(biāo)表面使目標(biāo)溫度驟然升高,從而導(dǎo)致目標(biāo)變形或融化。
生物效應(yīng)是指高功率微波作用于生物體時(shí)發(fā)生的反應(yīng),可使人煩躁、頭痛和神經(jīng)錯(cuò)亂,從而喪失勞動(dòng)戰(zhàn)斗能力。
奇妙的效能
打擊電子設(shè)備的“利器”微波武器能夠攻擊所有帶電子部件的武器系統(tǒng),包括雷達(dá)、精確制導(dǎo)武器、飛機(jī)、艦船、車輛、自動(dòng)化指揮臺(tái)站的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通信導(dǎo)航系統(tǒng)、警戒雷達(dá)和火控雷達(dá)系統(tǒng)、各種武器控制系統(tǒng)、自己電子對(duì)抗系統(tǒng)及整個(gè)作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)。受到微波武器輻射的電子設(shè)備輕則工作效率下降、準(zhǔn)確度降低、無法正常工作,重則被燒毀,徹底喪失作戰(zhàn)效能。
打擊隱形武器的“殺手锏”目前的武器要隱形,技術(shù)措施之一就是靠吸波材料和外表面的吸波涂層來吸收雷達(dá)波,而這些被吸收的電磁波主要是轉(zhuǎn)化為熱能。但這種方法對(duì)付微波武器發(fā)射的高能量電磁波無疑于“引火燒身”。大量吸收高能量電磁波會(huì)引起強(qiáng)烈的熱效應(yīng),導(dǎo)致武器自身溫度迅速升高以致燒毀。
攔截各種導(dǎo)彈的“好幫手”目前所使用的各類智能性導(dǎo)彈,其內(nèi)部都有非常復(fù)雜的電子線路、集成電路和各種各樣的敏感元器件。由于電磁脈沖炸彈爆炸時(shí)產(chǎn)生的電磁波是一種面殺傷,且具有較大的殺傷范圍,當(dāng)我們使用彈載式電磁脈沖炸彈攔截時(shí),只要在一定的范圍內(nèi)引爆電磁脈沖炸彈就足以攔截導(dǎo)彈。
破壞機(jī)場(chǎng)的“法寶” 在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中奪取制空權(quán)是贏得戰(zhàn)爭勝利的關(guān)鍵,對(duì)敵方機(jī)場(chǎng)進(jìn)行有效攻擊是壓制敵方空中力量的重要措施。一般來說,軍用機(jī)場(chǎng)都不太大,但都集中部署了各種雷達(dá),不同頻段的通信設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、供油自動(dòng)控制系統(tǒng)以及機(jī)場(chǎng)狀態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)的防護(hù)能力也較弱,受到強(qiáng)的電磁脈沖攻擊也很容易失效。在機(jī)場(chǎng)中往往都停放很多未飛行的飛機(jī),這些飛機(jī)受到強(qiáng)電磁脈沖的攻擊也會(huì)失去正常工作能力。因此用高功率微波武器實(shí)行對(duì)敵方機(jī)場(chǎng)的攻擊也是消除制空權(quán)的有效措施。
誘人的發(fā)展趨勢(shì)
功率進(jìn)一步提高 現(xiàn)代的電磁脈沖炸彈,毀傷范圍一般在10公里左右。為了提高毀傷能力和毀傷范圍,許多國家正在采取各種技術(shù)手段提高微波武器產(chǎn)生微波的功率,并將高功率微波武器作戰(zhàn)作為微波武器的一個(gè)優(yōu)先發(fā)展目標(biāo)。
用途進(jìn)一步增多 目前投入實(shí)用的微波武器主要是非核電磁脈沖炸彈,通過爆炸時(shí)產(chǎn)生的高強(qiáng)度電磁波,對(duì)電子設(shè)備實(shí)施殺傷。隨著高功率微波武器的成熟,可以更好地控制發(fā)射微波頻率和強(qiáng)度,而且具有更好的方向性,有針對(duì)性地發(fā)射相應(yīng)頻率的微波,更有效地摧毀隱身目標(biāo)、超低空目標(biāo)及高速運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)等常規(guī)武器難以有效對(duì)付的目標(biāo)。
距離進(jìn)一步增加 一名美國空軍高級(jí)軍官說,隨著孔徑和電動(dòng)天線性能的改善,微波技術(shù)的不斷成熟,高能微波武器的有效作用距離繼續(xù)增加將變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。高能微波武器可能還會(huì)成為打擊深埋于地下的指揮控制中心和武器生產(chǎn)基地的最有效手段。盡管這些地下工事可能逃過炸彈攻擊,但是它們不能有效抵御高能微波武器的攻擊,因?yàn)榈叵鹿な卤仨氂兴春屯L(fēng)口,當(dāng)然還必須具備通訊和電子設(shè)備。