人防工程防核電磁脈沖設(shè)計的思考

俞玥洋　胡瀚中

人防工程分類中有一類指揮通信工程，在戰(zhàn)時擔(dān)負(fù)著重要的指揮通信任務(wù)。現(xiàn)代化的高科技局部戰(zhàn)爭，指揮通信更是舉足輕重。在戰(zhàn)爭中，我方要運用大量的電子電力設(shè)備，而對方也要通過各種武器和手段來進(jìn)行干擾甚至破壞。那么，目前最先進(jìn)的武器和手段就是使用核武器，這是現(xiàn)代高科技戰(zhàn)爭的重要標(biāo)志。

核武器爆炸時會產(chǎn)生一種脈沖電磁波，爆炸瞬間釋放的γ和χ射線與其周圍的分子、原子相互作用產(chǎn)生大量高速運動的帶電粒子，在爆炸中心周圍形成很強的瞬時電磁場，并以波的形式向四周擴(kuò)散傳播，形成核電磁脈沖。這種脈沖對地面工程產(chǎn)生嚴(yán)重破壞，就是對地下工程也會構(gòu)成嚴(yán)重威脅，尤其會干擾甚至摧毀工程內(nèi)的電子信息和電力系統(tǒng)，使工程喪失指揮通信功能。在進(jìn)行這類工程的設(shè)計時，要思考設(shè)計它的防核電磁脈沖功能。

在這里，我們僅從工程設(shè)計相關(guān)專業(yè)的角度，以掘開式工程為例，對涉及到的防核電磁脈沖設(shè)計做一個思考，進(jìn)行一下簡單的疏理和歸納，理清設(shè)計思路。

掘開式工程一般深埋于地下，整個工程的圍護(hù)結(jié)構(gòu)會形成一個自然的屏蔽層，對電磁能量具有一定的衰減作用。所以，一般對圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)的鋼筋作一下專業(yè)的處理，形成導(dǎo)電性能良好的鋼筋網(wǎng)，并與專業(yè)設(shè)計的接地極聯(lián)結(jié)，就形成了對核電磁脈沖的第一道屏障，整體Ⅲ級屏蔽。通過有關(guān)專業(yè)測試，通過Ⅲ級屏蔽衰減的電磁能量不會對一般的電力系統(tǒng)和通信設(shè)備構(gòu)成威脅。但整體Ⅲ級屏蔽對電磁脈沖的衰減有限，透過的電磁能量仍會進(jìn)入工程作用于靈敏的設(shè)備和儀器，干擾甚至破壞電子信息系統(tǒng)。所以，對各種重要的具有靈敏儀器和設(shè)備的通信房間，應(yīng)做進(jìn)一步的屏蔽處理。目前采用的就是用金屬板設(shè)置屏蔽層，屏蔽層與接地極聯(lián)結(jié)對電磁能量進(jìn)行導(dǎo)流進(jìn)一步衰減，以保證房間內(nèi)系統(tǒng)不被干擾和破壞。根據(jù)房間的重要程度，屏蔽板設(shè)置的方式和材料會有所不同，可以達(dá)到不同的衰減程度，就形成了Ⅰ級和Ⅱ級屏蔽房間。所以，暖通空調(diào)、給排水、電氣等設(shè)備專業(yè)設(shè)計人員，要針對這三種不同級別的屏蔽要求來進(jìn)行考慮和設(shè)計。

首先，我們要明確各設(shè)備專業(yè)系統(tǒng)對防核電磁脈沖系統(tǒng)的影響部位。工程內(nèi)有通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)，這是保障工程使用的必要組成系統(tǒng)。它有各類孔口與外界相通，電磁能量會通過這些孔口耦合進(jìn)入工程內(nèi)，也會通過相連通的設(shè)備管道耦合由非屏蔽房間進(jìn)入屏蔽房間，或由低級別屏蔽房間進(jìn)入高級別屏蔽房間，都破壞了屏蔽的完整性。所以，明確了影響部位，就要處理好這些矛盾，才既能保證本專業(yè)系統(tǒng)的合理完整，也不會破壞各級屏蔽的完整性，保證屏蔽效應(yīng)，才能保證戰(zhàn)時指揮通信工作的完成。

同時，我們要明確解決影響防核電磁脈沖系統(tǒng)問題的設(shè)計思路。由前述可知，電磁能量會穿透自然防護(hù)層，也會通過工程的各類必要孔口、管線等耦合途徑進(jìn)入工程并擴(kuò)散，或通過金屬管線等導(dǎo)電性能好的途徑繼續(xù)傳播。我們各專業(yè)的設(shè)計思路就是要控制傳播擴(kuò)散途徑，通過切實可行的措施和方法引導(dǎo)耦合進(jìn)來的電磁能量盡可能通過接地極導(dǎo)入大地而不作用于工程內(nèi)的電子電力系統(tǒng)。

我們知道，通風(fēng)空調(diào)、給排水、電氣等工程保障系統(tǒng)口部的一些孔口，如通風(fēng)專業(yè)的防爆波活門，只是提供了孔口的耦合途徑，沒有連續(xù)的傳導(dǎo)途徑，這類部位的處理方式就可以采取把金屬部件與屏蔽網(wǎng)焊接，孔口內(nèi)設(shè)置波導(dǎo)裝置，形成特定的防核電磁脈沖設(shè)備產(chǎn)品，如防核電磁脈沖防爆波活門、防核電磁脈沖防爆地漏、防核電磁脈沖橋架等，以保證工程的整體Ⅲ級屏蔽。還有，各類管道盡可能采用非金屬管材制作，以盡可能切斷傳導(dǎo)途徑，阻止帶電粒子通過金屬導(dǎo)體連續(xù)傳播。但因為管道是連續(xù)的，如果穿過Ⅰ級和Ⅱ級屏蔽房間屏蔽層造成的內(nèi)部孔口不做任何處理，那么電磁能量也會通過各類管道耦合進(jìn)入任何房間，所以，這類部位也要通過接地極進(jìn)行導(dǎo)流，處理方式就是穿墻處和進(jìn)入房間的管線要采用金屬管并預(yù)埋，管線與墻內(nèi)的鋼筋網(wǎng)和房間的屏蔽鋼板都要焊接連結(jié)，使傳播過來的電磁能量盡可能由鋼筋網(wǎng)和屏蔽板通過接地極導(dǎo)入大地;同時，管線內(nèi)要設(shè)置波導(dǎo)裝置，這樣，電磁波帶入的電磁能量會被屏蔽掉，達(dá)到各級屏蔽房間所要求的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)計時還要注意，由于波導(dǎo)功能的設(shè)置，會降低各類管線的有效截面，應(yīng)通過計算適當(dāng)加大管線截面，以保證需要。

綜上所述，所謂防核電磁脈沖系統(tǒng)設(shè)計，主要是接地極，這要由專業(yè)的防核電磁脈沖設(shè)計人員設(shè)計，這是系統(tǒng)的靈魂，是傳導(dǎo)中樞。我們工程設(shè)計各專業(yè)人員則需把握屏蔽導(dǎo)流這個理念進(jìn)行思考和設(shè)計，應(yīng)用方法和形成的專業(yè)產(chǎn)品通過實際測試來檢驗效果和合理性。通過不斷提高防核電磁脈沖設(shè)計水平，進(jìn)一步完善人防指揮通信工程的防核電磁脈沖系統(tǒng)，保證工程的使用功能，為戰(zhàn)爭勝利奠定基礎(chǔ)。