美軍熱炒“電磁珍珠港事件”
不久前,美國某權威雜志對下一場世界戰爭進行了預測:下一次世界災難降臨之時,看不到蘑菇云,隨著一聲巨響和一道閃電閃過,各種計算機系統中的一切數據都將被抹去,所有電子控制設備、電力輸送網、通信網都將陷入癱瘓,除柴油機外,所有電氣化引擎都將無法發動,世界將倒退200年……文章指出,這并非聳人聽聞,因為新一代電磁脈沖武器大規模使用后,世界就將變成這般模樣。
為準確評估電磁脈沖武器對美軍及美國社會的威脅,美國國會曾專門成立了一個電磁脈沖委員會。2004年,該委員會發布了一份多年研究的有關美國對電磁脈沖武器敏感性的評估報告。報告在分析總結了美國及北美電網運行模式后指出:“一次由衛星或洲際彈道導彈在內布拉斯加州上空30英里實施的規模不大的電磁脈沖打擊,就會使整個美國、加拿大以及墨西哥部分地區的電子設施全部失靈。”
對于電磁脈沖武器可能帶來的威脅,美國國防部表示有些預測并非危言聳聽。最近,在其正式發布的防務報告中,已明確提出美國面臨發生“電磁珍珠港”或“電磁‘9#8226;11’”危險的警告。
電磁脈沖武器究竟為何物
電磁脈沖,是短暫瞬變的電磁現象,它可對電子、信息、電力、光電、微波等設施造成破壞,可將電子設備半導體絕緣層或集成電路燒毀,甚至使設備失效或永久損壞。
所謂電磁脈沖武器,是依靠特定技術產生電磁脈沖,在一定地區或目標周圍空間造成瞬間的強大破壞性電磁場,毀傷敵方電子設備的一種新概念武器。在西方,電磁脈沖武器被列入大規模電子破壞性武器,被稱為“第二原子彈”。目前,電磁脈沖武器按產生電磁脈沖的原理主要劃分為:核電磁脈沖武器和非核電磁脈沖武器兩種類型。
核電磁脈沖武器是一種利用核爆炸產生的高強度電磁脈沖對目標電子線路和元器件實施破壞的電磁脈沖武器。這是一種以增強電磁脈沖效應為主要特征的新型核武器。
核爆炸時,除產生沖擊波、光熱輻射、貫穿輻射和放射性輻射之外,還有第五種效應——電磁脈沖效應。當這種電磁脈沖通過天線或天線等效體進入毫無防備的電子設備后,就能在一瞬間造成雷達迷盲、通信中斷、計算機失控,使指揮控制系統的電子部件遭到極大破壞。核電磁脈沖的破壞力十分巨大,一些國家的核試驗中,核電磁脈沖侵入電子、電力系統,燒斷電纜、燒壞電子設備的事件屢見不鮮。
非核電磁脈沖武器是利用炸藥爆炸壓縮磁通量的方法產生高功率電磁脈沖的電磁脈沖武器。其原理是將炸藥的化學能轉化為巨大的脈沖電磁能,利用爆炸時產生的電磁脈沖對敵方電子設備進行“軟殺傷”。
以前,由于技術的原因,電磁脈沖只有通過核爆炸才能產生,因此電磁脈沖武器的研制受到很大限制。但隨著現代科技的發展,非核電磁脈沖武器逐漸登上戰爭舞臺,電磁脈沖武器呈現出飛速發展的勢頭。
日益龐大的非核電磁脈沖武器家族
目前,世界上少數國家已經開發出具有實戰價值的非核電磁脈沖武器有四大類:電磁脈沖彈、高能電磁脈沖發生器、高功率微波炮和爆炸驅動磁通壓縮輻射器。
電磁脈沖彈是一種利用大功率電磁脈沖直接殺傷破壞目標或使目標喪失作戰效能的非核電磁脈沖武器。這種武器由飛機或導彈在空中發射并爆炸后,其強大的脈沖功率,可將敵方的靈敏電子元器件,甚至整個電子設備燒毀。
高能電磁脈沖發生器能發射頻帶很寬的電磁脈沖,可瞬間大范圍覆蓋目標系統的響應頻率,對電子設備有很大的威脅。據報道,美軍已在開展利用高能炸彈驅動電磁脈沖發生器的研究。
高功率微波炮是另一種電磁脈沖武器,它能產生GW量級的微波,就像探照燈和手電筒射出的光束一般,可瞬間擊毀電子元器件。據稱,美空軍擬將輸電約30兆安的小型高功率微波炮裝在巡航導彈中,利用類似聚光罩的天線,將高功率微波炮的輸電能量匯聚在大約30度的范圍內,從而達成對電子設備進行癱瘓攻擊的效應。
爆炸驅動磁通壓縮輻射器是近年研制的一種新型電磁脈沖武器,它也是目前適合于炸彈應用的最成熟的技術。其基本原理是,用可在數百微秒時間內的快速爆炸壓縮磁場以產生數十兆焦耳的電能。一部大型爆炸驅動磁通壓縮輻射器產生的電流比一次典型的雷擊產生的電流大10-1000倍。該輻射器可由制導炸彈或巡航導彈進行投擲,當降落到目標附近一定區域時,輻射器產生的電磁脈沖可使計算機和通信設備中的電路失效,其最大作用距離可達400米。
信息化戰場的“絕命殺手”?
信息化戰爭是在復雜多變的電磁環境中展開的。這種電磁環境在為信息化武器裝備提供效能充分發揮的電磁平臺的同時,也帶來了遭受電磁脈沖攻擊而導致電磁災害的巨大隱患。全球每年因雷電等自然電磁脈沖導致信息系統癱瘓等事件頻繁發生。而專門設計用來摧毀電子設備的高能電磁脈沖武器的大量使用,無疑將使信息化戰場上的衛星通信、導航乃至計算機網絡等信息系統籠罩在更大的威脅之中。
從打擊目標上看,電磁脈沖武器與傳統原子彈有很大不同。它的攻擊目標主要有三類:一是軍用和民用電子通信和金融中心,如指揮部、通信大樓和政府要地等;二是防空預警系統;三是各類導彈和導彈防護系統。
從殺傷原理上看,電磁脈沖武器對電子設備有著獨特的破壞力。以摧毀一枚反艦導彈為例,使用每片質量大于1克的彈片每平方米需要10萬焦耳的能量,使用沖擊波每平方米也需要5萬焦耳,而使用1微秒寬度的電磁脈沖每平方米只需要5焦耳。顯然,使用電磁脈沖武器摧毀電子設備所用的能量要比利用沖擊波和彈片摧毀目標所需的能量小數萬倍。
電磁脈沖武器可以說是一個“全能殺手”,它具有短時巨能(0.001秒發射能量可達1萬到10萬伏特/平方米)、殺傷面廣(影響頻率涵蓋極低頻到超高頻)以及投送方式多樣(導彈、飛機、火炮發射或人工攜帶)等特性,幾乎能夠使半徑數十千米內的所有電子設備癱瘓。對于隱蔽在地下的電子系統,電磁脈沖武器也有辦法,可以通過暴露在地面上的天線等設備產生感應電流,一直鉆進地下,破壞地下設備的核心部分。
透過電磁脈沖武器的殺傷特性可以看出,對于在作戰行動上越來越依賴于電子設備和信息化系統的信息化軍隊而言,電磁脈沖武器無疑正巧戳中了其“軟肋”。毫無疑問,面對“第五維戰場”——電磁空間日益激烈的角逐,面對電子脈沖武器強大的攻擊優勢,未來戰爭如何保護己方電子設備安全運轉并有效發揮功能,已成為爭奪制電磁權進而達成制信息權的重中之重。
美、俄之間的攻防爭奪戰
基于電磁脈沖武器的巨大軍事應用價值,20世紀90年代以來,世界各軍事強國特別是美國和前蘇聯,在電磁脈沖武器研制方面可謂不遺余力。
1992年,美國國會總審計局向眾議院軍事委員會提交《國防基礎技術、軍用特殊技術依賴外國帶來的風險》報告,提出未來先進武器最關鍵的6項技術,其中包括電磁脈沖武器。美國海陸空三軍還分別制定了電磁脈沖武器發展計劃。
1999年,美國在對南聯盟的轟炸中,使用了尚在試驗中的電磁脈沖武器,造成南聯盟部分地區通信設施癱瘓3個多小時。
2004年,美軍開始對新一代電磁脈沖武器進行廣泛測試,計劃最終將目前造價昂貴的電磁脈沖武器的成本大幅度降低。
俄羅斯在前蘇聯時期就已開始對電磁脈沖武器進行研究,當時設在烏克蘭的亞德曼斯特核武研究中心專門負責電磁脈沖武器的研發工作。1998年,俄羅斯發明了重8千克的小型強電流電子加速器,爆炸時能發出X射線和高功率微波,可破壞電子設備。
就像有矛必有盾一樣,電磁脈沖打擊和防護這一對矛盾正是如此。美、俄等國在積極打磨電磁脈沖武器攻擊“利劍”的同時,也在積極鑄造防御電磁脈沖武器攻擊的“盾牌”。
早在1979年,美國總統卡特發布的第59號指令中,就強調核電磁脈沖對美國的嚴重威脅,要求國防部在開發每一種武器時,必須考慮電磁脈沖防護能力。進入20世紀90年代后,美軍已經把各種電磁危害源的作用歸納為武器系統在現代戰爭中遇到的電磁環境效應問題,并于1993年完成了“強電磁干擾和高功率微波輻射下集成電路防護方法”的研究。目前,美軍已將對電磁脈沖的防護能力列入其軍標和國標中。
俄羅斯在1993年完成了電磁脈沖對微電子電路的效應實驗和防護技術研究,他們的電子裝備以及某些炮彈和導彈等武器裝備,一般都有抗靜電和抗電磁脈沖的技術指標。目前,俄羅斯已開發出技術領先的電磁脈沖阻隔芯片,這使俄軍的電子裝備防護技術居世界領先地位。
(本文責任編輯:劉萬鎮)