郭传福1,夏惠诚2

1.海军大连舰艇学院 导弹.辽宁 大连116018;

2.海军大连舰艇学院 指控信息系.辽宁 大连116018

 

摘要针对电磁脉冲武器对舰载武器的破坏性指出了舰载武器系统收到电磁脉武器威胁主要原因是:舱面暴露点过多;计鼻机抗电磁能力弱通信受电磁环境影响大;舰载机电磁承受能力差;人員容易受到伤害等提出了从战术和技术两个方面増强舰载武器系统对电磁脉冲武器的防护。电磁脉冲武器对现在海战产生重要影响

关键词:电磁脉冲武器舰载武器系统;破坏性;防护

 

电磁脉冲武器是利用核爆炸或非核爆炸方法产生的持续时间扱短的高能量电磁脉冲,直接破坏敌方目标或使目标丧失作战效能的一种新概念武器。由于这种武器是以辐射强电磁脉冲能量为主要特征,故又称为电磁脉冲弹或微波炸弹。根据产生的电磁脉冲的頻段分为两类:一类辐射的电磁脉冲在微波波段,叫微波弹;另一类辐射的頻谱较宽(含微波),称为为电磁脉冲弹[1]

 

1  电磁脉冲武器对现代海战的影响

从海湾战争看信息战成为现代高技术争的主要特征。电磁脉冲武器得到极大的关注其对电子设备、人员产生奇特的破坏效果。电磁脉冲武器的广泛使用将现代海战产生较大影响。

1.1  降低了战场信息的获取能力

现代战争中的战场情报信息主要是依赖侦察卫星、预警飞机等,而地面和装备在舰艇上的卫星接收站、卫星台站的克星是电破脉冲武器。同时,电磁脉冲武器对雷达、通信设备的破坏则是不可抗拒的。因此,电磁脉冲武器的使用可有效地降低战役战术情报信息的获取能力。直接影响到作故的指挥和决策[2]

1.2  增强作战指挥的复杂性

现代海战的特点决定了必须实现作战指挥自动化而自动化指挥系统是现代海战一个物质基础是现代指挥的大脑、感官和神经,一旦遭到破坏整个作故体系便会瘫痪。自动化系统的脆弱之处在于完全依赖雷达、通信、数传、计算机网络等各种军事电子装置。电磁脉冲武器可使作战指挥自动化系统陷于痺痪状态或推迟对方的决策过程战争的指导者无疑増加作故指挥的难度。

1.3  提高了对空防衡的可靠程度

电子脉冲武器的作战使用和破坏机理来看,拦截战术和战略导是电磁脉冲武器的拿手好戏电磁脉冲武器在海中可有效拦截来自各种方向、各种高度、各种导的密集突击使导失去控制或迫使导战斗部提前爆炸,保卫自身的安全有效提高对空的防御能力。有利于解决水面舰艇对导防御困难的问题

1.4  战争中隐形与反隐形的斗争更加激烈

上世纪80年代以来,各种新式的隐形兵器陆续地投入到实战之中并发挥了重要的作用。隐形武器保持特殊的结构外形,所用的吸波材料和涂料便于电磁脉冲武器性能的发挥。电磁脉冲武器将引起隐形技术的突破性发展。所以电磁脉冲武器系统的使用必然使未来战争中隐形和反隐形的斗争更加激烈[2]

 

2  电磁脉冲武器对舰载武器系统的破坏性分析

人和武器装备舰载武器系统的两个基本组成单元。电磁脉冲武器产生的强电磁脉冲对二者都将产生严重威胁。现代舰载武器系统正在逐步实现了自动化系统自动化的实质是信息流程自动化。从技术角度讲,实现信息流程自动化需要现代度集成的自动化电子设备的支持。建立在高度集成基础上的电于设备极易受到电磁脉冲武器的打击.直接影响信息的流动。因此在提高作战效能的同时,暴露岀舰载武系统在电磁脉冲武器打击下产生以下弱点:

2.1  舰栽武器系统能面暴露点过

通信和信息传感器电磁脉冲武器千扰和摧毁的主要对象舰载武器系统位于甲板以上的 部分较多其中最重要设备是通信和信息传感器。舰船上层建筑天线林立包括各秒雷达的天线,达侦察仪天线通信设备用的各神收发天线、化武器这种探头、各神光电跟踪设备及这些设备的数据线及电源连接线缆等。这些设备都直接暴露电磁的辐射之下时由于这些设备电磁辐射十分敏感定的频带接受能力非常强此防护非常复杂。传感的损坏程度接影响到舰载信息的来源限制舰载武器系统的功能发挥影响舰艇故斗力。

、火炮、鱼雷、无源干扰武器装备位于甲板以上,直接暴于电磁脉冲的威胁之下。武器系统通过孔洞、缝隙连接线缆多种耦合途径接收电磁能量后,很容易对武器系统的电子设备造成破坏、也可能破坏舰载武器系统传输的信号造成舰载武器系统决策得不到执行或使武器系统产生错误的动作。如:导弾、鱼雷意外发射、 火炮执行异常指令等现象。由于舰载武器系统是 个综合的作故系统其中任一关键点受損都将直接影响到系统的功能,以至于使系统瘫痪。同时舰艇水线以上部分建筑功能各异,屏蔽效果相差较大.要做到整体防护比较困难,电磁进入通道将防不胜防。

2.2  计算机抗电磁能力弱

大规模集成电路所具有的经济性使得计算机控制和数字系统的应用激增,舰载武器系统依赖数字电子系统和计算机控制。信息的处理、辅助决策、武器控制都离不开计算机,在一些设备中也有内嵌式计算机。由于数字电路和计算机依据触发态变化顺序工作,因此瞬时干扰非常灵敏电磁脉冲武器爆炸时大的电磁脉冲所产生的电磁过多种方式在计算机的电路中感应岀强大的电流耦合到计算机内部敏感的大规模集成电路之中造成多种损坏使干扰系统工作混乱、工作中断或者闭锁触触发器件的关键部件或敏感部件使系统工作在“非法状态”,引起一系连锁反应而损伤系统;当能量较大时使关键部件损伤或使关健部件的性能下降,从而造成电子系统降級;当能量过大时,使电子系统烧毁或致命损伤。同时计算机相连的外部设备如:打印机、存储器等极易受到干扰信号而产生误动作或损坏.实验证明当磁场强度大于1A/m对计算机的程序产生影响成乱码出错。当场强大于5A/m场强度大于磁性材料的顽性对磁存储媒质产生破坏成舰装武器系统的数据库混乱。

2.3  通信受电磁环境影响大

通信在舰载武器系统中是系统的主体、载体和支持体系统的基础命脉,是联系各级指挥中心及各种设备、终端和桥梁舰载武器系统作为整个作故系统的一个节点在各个节点中都配备了大量的通信设备这一系列通信设备构成通信网络,形成信息流。但在军事系统网络化的同时也必然伴随一定的风险。通信是保持舰载武器系统与外界联系及内部数据传输正常进行的纽带。通信设答在舰艇上分布较广専侮点较大,很球存时间和空冋上进行控制,因此,只要电磁脉冲武器爆炸产生的强电磁脉冲覆盖系统的任一节点被干扰、破坏的危险。因此对于舰载武器系统的信源、信道、信宿任一节通到破坏,纽带将失去作用。

2.4  舰载机电磴承受力差

舰载机是舰载武器系统的重要信息源和重要的作战手段。舰载机一旦暴露电磁打击的扇面下.安全系数将大大下降。舰载机的暴露部分太多都可能成为电磁的接收体。同时直升封闭系统的体井不是一个完整封闭的屏蔽体。直升机接地面是采用悬浮接地系统此影响体屏蔽效能。强电磁场可直接进入机体内别是在悬空时体精合的涡流在表面疽动,通过缝隙和线路进入电子设备与直接耦合进电子设备的电磁能共同作用于电子设备。当进入内部的脉冲功率过大时能干扰设备的工作造成工作素乱、失效或直接损坏各种电子元器件等。如果飞机处于飞行状态旦对飞行员造成影响,易造成机毀人亡的事件。

2.5损耗造成防护力下降

舰艇日常维护不彻底或舰疑的正常损耗,造成舰疑对电磁的防护力下降。目前的舰艇为了自身的电磁兼容需要常常进行了 一些抗电磁干扰的硬件防护措施,例如屏蔽、接地、滤波电路的终端也设有保护措施,这些措施维护较难,随着时间増长,经过破损、锈蚀等人为和自然等因素,使其防护功能下降造成接地电阻加、屏蔽效能 下降等不利因素,使舰艇对电磁脉冲武器打击的防护能力下降或失效

2.6  舱面人员容易受到伤害

目前,尽管大多数国家的水面舰艇实现了全封闭化,但这并不等于所有的作战人员都在封闭的能室内,其中的一些战位仍然受到电磁脉冲的威胁,如驾驶室、舱面的一些人工控制部位等。实验表明,人员在接收微波功率密度为3~13 mw/cm2时,岀现神经混乱、行为错误、心脏功能衰竭等现象,在10mw/cm2,将痉挛或失去知觉[3]

由于舰载武器系统的上述弱点,加强电磁脉冲武器信息战中对敌方舰载武器系统进行干扰、破坏以及强己方生存指挥白动化系统研究尤其重要

 

3  舰截武器系统对电磁脉冲武器的防护

由于电破脉冲武器对舰载武器系统的危害, 应加强水面舰艇电磁脉冲武器的防护随着电磁脉冲武器发展必将产生多种类型,适合多种作战需求的弹型。本文从技术和战术两个方面提岀对电磁脉冲武器防护的方法

3.1技术防护

技术防护主要是针对电磁脉冲武器产生的强电磁场来讲的通过先进的科学技术手段和材料电磁进入武器系统的内部和降低武器系统的对电破场的敏感度。

(1)电加固

电磁加固技术的基础是屏蔽技术,包括对系统和器件的屏蔽。理论上对电磁的加固应是系统、可靠的。水面舰艇是一个相对开放的系统,不但有暴露的各神天线,还有各种小孔、缱隙等。电磁场很容易通过这些途径耦合进入目标的内部, 干扰、致盲或烧坏电子传想器,或使其控制线路失效[4]。进行系统电磁加固債用是非常高.因此II 电破加固也根摩对抗电磁脉冲武器。

可以适当增加舰载武器系统的防装备采用防磁报警装置控制到攻击则可自动断开设备的电源、外接线等;还可以设置隔断装置在天线接收通道和外接电缆设置保护电路等。

2)增加设备的可靠

电子设备对电磁的敏感性是有一定限度的, 只有超过了这一定限度才能对其造成破坏。增加电子设备的可靠性也是增强舰载武器系统对电磁脉冲武器防护的一个重要方面[4]

3发挥软件优势

电磁脉冲武器破坏作用的一个方面是干扰。 这种干扰是暂时间歇随机的,用硬件解决比较困难,应用计算机软件技术是解决这一问题的有效手段。但利用软件只有在保证舰艇作战系统硬件安全、RAM中的程序与数据未丢失的前提下使用,而且不能保证硬件的安全。

3.2战术手段

战术手段主要是通过火力抗击和战术机动来降低电磁脉冲武器对舰载武器系统的威胁。

1火力抗击

火力抗击主要是将电磁脉冲武器在爆炸前将其损毁,通过舰载武器系统和其他的协同兵力.在磁脉冲武器发射前摧毁其运输载体或将电磁脉冲武器的弹体进行拦截损毁.消除电磁发射源。 这是防护电磁脉冲武器最主要的手段。

2)战术机动

故术机动的主要目的是有利于发扬舰艇的火力抗击和减少电磁脉冲对舰载武器系统的威胁。在受到电磁打击时.舰艇应避免将电磁防护力弱的方向对电磁脉冲武器爆炸方向规艇的首部。

 

参考文献:

[1]石海 . 高功率微波产生方法综述 . 外军电子战 . 1997(4);12 -17.

[2]曾苏南 . 新概念武器 . 北京:军事友谊出版社,1998::70-90.

[3]沈志明 . 电磁脉冲武器的技术和作战应用概貌介绍 . 电子侦察干扰 . 1998(2):33-38

[4]Carlo kopp.The E-Eamb-a weapon of Electrical Mass Destruction Info War.

http://www.cs.monash.edu/caelo/


电磁脉冲武器对舰载武器系统的破坏及防护

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