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远距离摧毁敌方电子装备 电磁脉冲化身无形空间作战利器

来源:科技日报2020-07-15 09:59

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  Krasukha系列系统是一款集成度很高的车载高功率微波干扰系统,可对预警机实施干扰,尤其针对美国E-3预警机和其他使用S波段的系统。图为部署在叙利亚的俄罗斯Krasukha-2雷达干扰系统。图片来源:俄罗斯“军事检阅”网站

  美国推进了一系列电磁防御技术的发展。图为一名陆军网络/电子战士兵在加利福尼亚州欧文堡国家训练中心的演习中设置干扰天线。图片来源:美国国防部官网

  图为俄罗斯自行研制的Ranets-E高功率微波武器系统。Ranets-E系统首次露面于2001年,2008年正式推出。图片来源:俄罗斯“军事检阅”网站

  外媒报道称,俄罗斯日前公布了其正在研制的电磁脉冲武器的一些技术细节,指出该武器可打击6英里(约9.66公里)以外的目标。该武器可以用电磁脉冲击落空中的有人机或无人机。据称,俄罗斯从2015年开始测试电磁脉冲武器,目前其对空中目标的平均射程是7—8公里,最远可达10公里。

  对此,军事科普作家方长安对科技日报记者表示:“从新闻报道中看,这是一种电磁脉冲定向能武器。但它实际上是一种高功率微波(HPM)武器,有可能是俄罗斯Ranets-E高功率微波武器系统的一次升级改造。Ranets-E系统首次露面于2001年,2008年正式推出。该系统被称作‘射频炮’,使用一个X波段、500兆瓦的脉冲大功率微波源,生成500赫兹、10—20纳秒的脉冲,平均输出功率为2.5—5千瓦,作用距离7—12公里。”因此,此次披露的定向能的电磁脉冲武器很可能是Ranets-E的改进版。

  电磁脉冲武器理念源自氢弹爆炸

  从作用效果上讲,电磁脉冲武器是一种专门用来干扰、破坏甚至摧毁敌人指挥、控制和电子系统的武器,可利用短时间产生强大的电磁场能破坏对方的电子电路、雷达、通信指挥系统,是介于常规武器和核武器之间的一种新型大规模电磁杀伤性武器。例如俄罗斯的Krasukha-2雷达干扰系统,实质上就是一种大功率微波武器,它可以实施干扰并破坏目标硬件。

  1962年,美国在高空核爆试验中发现了电磁脉冲的特性,为电磁脉冲武器的理论研究打开了大门。当时的科学家发现氢弹爆炸时,会导致周边地区的通信电路烧坏、中断。

  资料显示,20世纪80年代,美国就开始进行电磁脉冲武器装备的实践研究。在海湾战争和伊拉克战争期间,美军均使用了电磁脉冲武器,造成巴格达地区大面积停电,雷达、电脑、媒体和通信设施陷入瘫痪。这对作战胜利起到关键作用。

  方长安指出:“电磁脉冲武器主要用来攻击密集装备电子设备、对战争进程具有重要影响的目标,比如航母、电子战飞机、发电厂、指挥通信系统、网络服务器等,特别是对航母战斗群、隐身战机、地下指挥所、城市进攻作战有更佳的效果。”

  当前,美国在电磁脉冲武器方面,无论是装备技术本身还是立法、战略规划等,均发展得不错。方长安介绍,美国典型陆基高功率微波武器有主动拒止系统(ADS)、“警惕鹰”系统、高功率微波反爆炸物装置等;典型的海基高功率微波武器主要是将舰载雷达天线改装为发射系统,以杀伤电子设备;典型的空基高功率微波武器则包括反电子设备高功率微波先进导弹项目(CHAMP)、高功率联合电磁非动力打击项目(HiJENKS)、高功率微波炸弹等等。

  2015年以来,美国在立法、战略规划等方面多次给予电磁脉冲武器支持,2019—2020年,美军联合条令以《联合电磁频谱管理行动》《联合电磁频谱作战》取代《电子战战略》,并在术语词典中以“电磁战”取代“电子战”。与此同时,美国推进了一系列电磁防御技术的发展,如基础设施电磁防护的升级改造工程、反电磁辐射导弹工程等。

  是否需要进行防护升级值得商榷

  “电磁脉冲武器基本可以分为三类,第一类,也是最早出现的电磁脉冲武器,是低当量核弹在高空引爆所产生的高空核爆电磁脉冲(HEMP)武器,其作用距离可达几百公里;第二类是电磁脉冲发射器产生的高功率微波(HPM)武器,其作用距离可达几十公里,俄罗斯此次曝光的电磁脉冲武器即属于此类;第三类是利用高爆弹药及相关装置产生的高频超带宽(UWB)电磁脉冲武器,其作用距离在百米左右。”方长安说。

  由于影响的区域极为广泛,传统的电磁脉冲武器,或者说是第一类电磁脉冲武器的投送不需要精确制导系统,甚至还可以在高空引爆,因而威力更大。这导致很多人称其是信息时代的“第二原子弹”。针对这种电磁脉冲武器,目前正在研制的防护技术包括新型吸波材料、等离子材料等先进材料防护技术,以及针对电子技术装备的电磁自适应技术、微波固态加固技术、演化硬件加固技术等。“目前主要的应对方式包括改进指挥所的基础设施,采用新方案、新技术改进武器装备平台的设计,以及采用人工智能等先进技术对电磁环境进行可视化侦测,以更好地防御电磁脉冲武器。”方长安介绍。

  随着科技的发展,电磁脉冲武器也呈现出了不同的种类。拿上述俄罗斯的电磁脉冲武器来说,它可发射一股持续时长仅一秒的电磁脉冲,以光速击中目标,10公里范围内的飞机一旦被击中,机上设备都会被烧毁。

  那么,这种定向的电磁脉冲武器出现后,有人机、无人机未来应该如何进行防护呢?

  对此,方长安认为,俄罗斯这种电磁脉冲武器作用距离目前仅10公里左右,是一款战术级的武器,有人机、无人机的作用范围远远要大于此。目前看仅对战术级无人机、超低空飞行的武装直升机等构成一定威胁,而且在现行防护技术不济的情况下,是否有必要专注于电磁脉冲武器的防护升级,是值得商榷的。

  “但是,从长远看,在战略级和战役级防护电磁脉冲武器的攻击方面,强化重要指挥控制平台、重要作战场所和国家重要基础设施等方面的电磁防护,是电磁防护领域的当务之急。”方长安表示。

  有限范围内使用可能成为常态

  外媒报道说,电磁脉冲武器与电子战武器有明显区别,尽管电子战武器可以在几百公里范围内进行电子干扰,但它的威力小且无法摧毁敌方设备,而电磁脉冲武器可以物理上消灭敌人的设备。

  对此,方长安表示,从电子战向电磁脉冲作战转变,是在无形作战空间的一次作战方式升级转换,一种是电磁低能量密度的干扰、瘫痪,另一种是高能量密度的破坏和摧毁。

  “从根本上讲,电磁发射平台的频谱覆盖、辐射强度、脉冲时间等性能相对不足,更多的是起到对电子平台作战效能的遏制作用,或者引起内部电子元器件电流电压的紊乱而自毁。而电磁脉冲武器,由于高密度能量且具有作用时间迅速、覆盖战略战役战术级所有频段、杀伤半径大等特点,不仅能够直接从物理上摧毁敌人的武器平台,而且能够对人员进行‘热效应’杀伤。”方长安说。

  有人认为电磁脉冲武器未来也将是一种战略威慑武器。在俄罗斯的这种新型电磁脉冲武器出现后,我们应该如何看待这种说法呢?其使用范围未来是否有可能更加广泛?

  对此,方长安表示,由于国际军控和裁军领域尚未对该领域进行规范,且该领域还处在发展中的初级阶段,因此,电磁脉冲武器在有限范围内的使用可能成为常态,并且会得到快速的发展。(记者 张 强)

[ 责编:赵宇豪 ]
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