電磁炸彈

電磁炸彈成為現代空軍可以利用的武器使部隊實施戰略戰役打擊的方案明顯增多。很顯然，這種武器在常規戰爭中可使部隊戰鬥力倍增，特別是當用於電子戰、攻擊性對空作戰和戰略空中打擊作戰時。

這種武器的廣泛應用將為擁有電磁炸彈的國家提供決定性的優勢。即使是對付一個更強大，但未擁有電磁炸彈的敵人，情況也是如此。除此之外，電磁武器具有強大的破壞敵設施的能力，卻沒有明顯的附帶毀傷和人員傷亡，這使得使用電磁武器的國家不必面臨來自國內外的政治壓力。

具有使用電磁炸彈能力的國家可以採用分級反應戰略。在這種戰略中，對於威脅將戰爭升級到全面戰爭的敵人，可以對它實施電磁武器攻擊。為促成敵人妥協，電磁武器將用來對選定的敵方戰略目標進行有選擇的攻擊。

如果這些行動失敗，可用電磁武器攻擊更多的目標，同時輔以空中和海上封鎖，並保持使對手屈服的壓力，必要時進行全面的空中打擊，直至達到終止戰爭的目的為止。

1．核電磁脈衝彈核電磁脈衝彈利用核爆產生電磁場。核爆產生的γ射線和X射線以光速由爆點向四周輻射，與空氣中的氧和氟原子撞擊產生電子，形成強大的電磁場，也就是電磁脈衝。

電磁脈衝在擴散的過程中，會在一瞬間發出最強的能量，並以光速擴散，因此在其影響範圍內任何未加保護的電子設備，通過吸收空氣中的電磁脈衝能量，將很快達到熔點。因此，上千千米內的電氣設備和電子系統將失靈，甚至燒毀。美國軍方在1958年的一次氫彈試驗中意外地發現了核電磁脈衝的“奇特效應”，隨即組織人員深入研究，並把核電磁脈衝作為第三代核武器的重要組成部分，同時著手研發弱核爆電磁脈衝彈。

弱電磁脈衝彈通常指核當量約為1000噸或更低的（內爆式）核彈。它可用彈道導彈發射到目標區上空距地面約40千米的平流層引爆，在目標區地球表面300千米範圍內產生強大的電磁脈衝衝擊波，產生的電場強度為34000～1000伏特（由中心到邊緣），使電子設備內部的晶體管、二極體、集成電路、邏輯電路、微處理器等元件和組件因瞬間超載而短路。雖然這些電子設備的外部仍完好無恙，但內部已被永久性損壞。

另外，核電磁脈衝對其影響範圍內的無線電通信，會產生長達1小時以上的干擾（大於300兆赫的超高頻通信可避免干擾）。由於1000噸當量的核彈頭在40千米高的平流層爆炸所產生的高溫火球不會到達地面，微量的輻射塵埃會被阻擋在平流層，不會立即降下來，因此屬於相對的“乾淨核爆”。這也是美國研發弱核電磁脈衝彈的重要原因。但控制弱核電磁脈衝彈的爆炸高度極為重要，高度過低會傷及地面的人員，過高則達不到應有的殺傷效果。

弱核武器也是核武器，在使用上將受到諸多因素的制約，所以美軍長期以來一直試圖研製一種非核的高能電磁脈衝武器，用於常規戰爭。隨著相關技術的發展，美軍便通過研製一系列特殊裝置，把普通炸彈的化學能轉化成為高強度的電磁脈衝能量。因此，現在人們所說的電磁脈衝彈通常是指非核電磁脈衝彈。

2．非核電磁脈衝彈關於非核電磁脈衝彈的基本原理，國外資料最早介紹的是利用高爆炸藥產生的爆轟壓力，迅速地壓縮磁通壓縮發生器的線圈，因而產生瞬間大功率電磁脈衝。磁通壓縮發生器的外形為圓柱形，內部主體是圓柱形銅管（電樞），同時該銅管也是發生器的一個電極。銅管內裝有高爆炸藥，管外的周圍是銅導線做成的螺線型線圈(定子)。

該定子繞組分為幾段，通過一些特殊設計，使電極線圈的電磁感應能夠達到最佳狀態。彈頭內除了磁通壓縮發生器，還有引爆裝置、電池、電源電容組、供電控制器、炸藥透鏡平面波發生器和同軸負荷線圈等。

其作用過程是，炸彈起爆前，首先使電源的電容組放電，線圈由此產生一個逐漸增強的磁場。當啟動電流達到頂峰（可高達10萬安培以上）時，由炸藥透鏡平面波發生器起爆炸藥。該發生器在炸藥中產生的均勻平面爆轟波陣面在電樞中穿過炸藥進行傳播。

電樞在爆轟的作用下膨脹，與線圈接觸時產生短路，中斷啟動電流。隨著爆炸衝擊波持續前進，磁場受到快速壓縮，使線圈內電流狂升至數百萬安培，直到整個磁通壓縮發生器崩潰，於是產生強烈的電磁脈衝。

這種方法將炸藥的能量轉換為電磁能，能夠在數十至數百微秒時間內產生數億至數十億焦耳的電能，從而使在其作用範圍內的電子設備通過吸收空氣中的電磁脈衝能量，很快達到熔點，最後短路。

非核電磁脈衝彈達不到核電磁脈衝彈的威力，其影響範圍只有幾百米至幾千米，但足以損壞爆炸點附近飛機、艦船、導彈、雷達和通信系統中的電子元件，使其失效。由於其作用距離有限，因此只能攻擊小面積目標與活動目標，執行戰術性任務。

為了增強所產生的電磁脈衝能量，有的非核電磁脈衝彈彈頭內採用二級或三級磁通壓縮發生器。圖2所示的美軍MK－84炸彈就採用了二級式磁通壓縮發生器。

這種基於磁通壓縮發生器原理的電磁炸彈有個致命的弱點，那就是它只能產生1吉赫以下的電磁脈衝，對這個頻帶以外的目標無能為力。除此之外，受啟動電流影響，其功率較低。因此，美軍除了研究用該種方法直接產生電磁脈衝外，還對其進行了改進，即開展用常規炸藥激勵的新一代電磁炸彈研究，這就是大功率微波彈。

3．大功率微波彈

微波是一種能在真空或空氣中直線傳播、波長很短（1米至1毫米）的高頻電磁波，具有傳播速度快、穿透力強、抗干擾性好、能被某些物質吸收的特點。大功率微波武器是指把大功率微波源產生的微波，經過高增益天線定向輻射出去，將微波能量聚集在很窄的波束內，以極高的強度照射目標，從而對目標產生毀傷效果。從這個意義上說，大功率微波武器是一種定向能武器，或稱為一種電磁射束武器。

微波武器可分為單脈衝微波彈和多脈衝重複發射裝置兩種類型。前者是將炸藥的爆炸能量通過自身攜帶的微波發生裝置轉化為微波能，是一種戰鬥部，對目標只造成一次破壞，可用導彈、大炮和飛機投放。

後者是將電能等能量通過微波發生器轉化為微波能，通過連續充電使微波發生器重複發射不同頻率的微波，利用拋物面天線發送到目標，對目標造成連續的破壞。由於涉及許多相關技術問題，目前是否已將這種裝置用於炸彈上，還沒有相關報道。但不論是何種微波武器，其原理及基本構件是相同的。

電磁炸彈---常規電磁脈衝彈爆炸示意圖

1、具有全天候作戰能力，不受大氣條件制約。

2、具有“軟硬兼施”的破壞效果，對電子設備不僅可以軟殺傷，干擾它們的正常工作，還可以進行硬殺傷，使之完全喪失戰鬥力。

3、波束比較寬，一般能淹沒目標，在殺傷半徑內所有帶電子部件的武器系統都能受到攻擊。因此，能同時殺傷多個目標，並且對波束瞄準要求不太高。

4、電磁脈衝效應完全看不見（僅損壞系統內部的半導體器件等），並且電磁脈衝源也可以做得很小，所以這項技術非常適合於隱蔽使用。

5、可以根據所攻擊目標的特徵，選用多種投送方式，如導彈、飛機和火炮。

6、能夠破壞隱蔽在地下的電子系統。強電磁脈衝通過這些電子系統暴露在地面上的天線、電纜和接線柱等產生感應電流，並傳入到地下設備的核心部分，從而起到破壞作用。

7.電磁炸彈是在高空爆炸，對敵人的電子系統能夠起到破壞作用，不會對平民造成誤傷，因此是非致命武器。

8、對隱身飛行物（比如隱身飛機）能夠產生致命的打擊。由於隱身飛機自身的設計特點使其對機載電子設備的依賴程度比其他飛機要高，同時隱身飛機上塗有針對雷達波的吸波材料，而軍用雷達波工作在微波波段，因此當隱身飛機被微波武器發出的高功率微波照射時，其機體會因過量地吸收微波而產生高溫，從而失去控制。

首先諸如政府辦公大樓、生產廠、軍事基地和已知雷達站以及通信結點等目標。這些目標的特點是地理位置固定，通過普通照像、衛星、成像雷達、電子偵察等手段可以很輕易地將其識別。

其次是機動、偽裝的，但有明顯電磁輻射特徵的目標。此類目標包括機動的和可重新改變位置的防空系統、機動的通信結點和海上艦船等。只要它們發射電磁波，其位置就可以採用由發射平台或遙控監測平台攜帶的電子支援測量系統和發射機定位系統精確跟蹤。在後一種情況下，發射機定位系統可以不斷地將目標座標數據自動傳輸給發射平台。

最後是沒有明顯電磁輻射特徵的機動或隱藏的目標，這些目標的探測可能存在一定的困難。目前可以通過探測由於防護措施不力而引起瞬間的電磁輻射泄漏，並將這種泄漏出來的瞬間輻射進行解調，就能將其識別。

但是，無意識電磁輻射的解調可能是一個技術難點。不同電器或電子設備它們在頻率和調諧方面是完全不同的，例如計算機監視器、外圍設備、處理器設備。帶開關的電源、電動機、內燃機點火系統、功能可變的循環電力控制器、超外差式接收機的局部振蕩器和計算機網路電纜等。所以應該設計一種合適的電磁輻射器定位系統來探測、識別和跟蹤這些輻射源。

由於無意識泄漏的電磁輻射能量往往比較低，在戰爭爆發時，要想探測到這種微弱的電磁信號，必須深入敵方地區。未來隱形偵察機和隱形無人飛行器可能成為必要的探測平台。由隱形無人飛行器還衍生出了一種裝有自主式電磁戰鬥部的一次性使用無人飛行器。

這種飛行器可以通過程序控制，使其在目標區內徘徊。它還裝有適當的感測器，當探測到適宜的電磁輻射時，無人飛行器便會飛向目標並與之共毀。攻擊目標的方式未來的電磁炸彈將採用GPS輔助制導，攻擊精度大大提高，並有可能具有防區外發射的能力。飛機將可以攜帶這種武器對敵方設施實施攻擊。

由於電磁脈衝武器是電子設備的“天敵”，在信息化戰場上的作用日漸突出，因此吸引了越來越多的國家對該武器進行研製和開發。美、俄、英、法等國都投入巨資，積極進行研究。美國和俄羅斯在這一領域保持著世界領先地位，具有可靠的技術基礎和武器設計經驗。但有關的技術都嚴格保密，我們只能粗淺地介紹一下。

美國從事電磁脈衝武器研製的主要部門有國防部、能源部和三軍的一些研究機構，共有十幾家。在微波彈方面技術進展很快，已具備部署能力。整個研製過程分三個階段：

第一階段是探索“中等功率”的微波武器，研究方向是確定是否可以用中等功率微波源的微波技術獲得破壞效應。研究的內容包括高功率單脈衝與稍低功率但具有一定重複頻率的多脈衝串對目標的摧毀效應是否相同；微波的帶寬是寬一些好還是窄一些好；如何實現對微波的壓縮與整形；從比傳統的電子對抗技術更具有殺傷能力和能制服反輻射導彈方面考慮，最佳的脈衝波形和脈衝重複頻率應該是什麼樣的。

第二階段是發展能燒毀敵方電子系統的大功率微波源技術。研究的重點是減輕大功率微波源的重量，減小它的體積與尺寸，探索窄帶源的功率控制和脈衝調製等技術。關鍵的難點在脈衝功率源與開關技術以及大功率微波脈衝的脈衝短接和實現重複運行的技術等。

第三階段是從研製原理性但又具有武器化演示能力的裝置過渡到實戰使用的武器系統，包括效應研究與評估、技術集成演示驗證、野外演示驗證和適合裝載平台的演示驗證等。

電磁脈衝炸彈的原理

美軍在2001年初對新一代電磁炸彈進行了廣泛測試，希望其技術使三軍從中獲益。陸軍、空軍希望在防禦方面運用此技術使來襲炮彈或導彈在飛行途中爆炸；海軍希望用高能量電磁脈衝破壞敵方來襲的反艦導彈的導引頭，使導彈失效。此外，空軍計劃給轟炸機、戰鬥機、巡航導彈和無人駕駛飛機全裝上電磁炸彈。

俄羅斯對這種武器的研究和試驗已有20多年，在1993年就研製出了能夠摧毀小範圍電子設備的手持式小型電磁脈衝武器，使鋼筋混凝土都無法阻擋。

英國防務研究局研製的微波炸彈可望在10年後裝備部隊。法國陸軍武器工業集團研製的微波炮彈預計在2005～2010年間投入使用。

國外研製的微波武器的功率從最初的400兆瓦已發展到目前的5吉瓦，頻率從1吉赫發展到140吉赫，提高了兩個數量級。目前微波彈一般是一次性使用，研發可重複使用的高能量電磁脈衝武器，是美國軍方長期的奮鬥目標。

這種武器將多次產生高能量電磁脈衝，因而能降低高能微波武器的發射成本和提高戰術運用的靈活性，能深入到敵軍防護最嚴密的地區，多次發射電磁脈衝以摧毀敵方的指揮、通信、偵察和計算機系統。許多軍事研究人員側重研究這種武器穿透地下堡壘的能力，利用地下設施對外的管線、電纜或通風口，來傳輸具有破壞性的微波能量，任何在其路徑上的物體都會陷入強大的電磁場，而許多針對低頻率武器的防護設施，對高能微波是無效的。

電磁炸彈的初次使用是在1991年的海灣戰爭期間。當時美海軍在“戰斧"巡航導彈上裝載了一些大功率微波彈頭，試圖干擾伊拉克的防空武器系統和指揮中心的電子設備。

由於當時技術條件還不太成熟，發射的數量也有限，而且是和其他電子干擾武器同時使用，因此對實戰效果很難做出準確的評估，也沒有引起外界的關注，只能說是電磁炸彈的一次試驗。

時隔8年之後，電磁炸彈作為北約對南聯盟實施信息打擊的主要武器之一再度被使用，並且取得了不同凡響的效果。據報道，美軍在科索沃戰爭中使用了EA－6B“徘徊者”電子干擾飛機投放電磁炸彈，使南聯盟部分地區的各種通信設施、電子設備受到不同程度的干擾和破壞，癱瘓了3個多小時。

在這次伊拉克戰爭中美英聯軍又重新使用了該武器。在對巴格達進行首輪攻擊后，伊拉克的電子系統被干擾，巴格達所有電子信號被覆蓋，許多軍事專家認為美英聯軍使用的武器很可能是電磁炸彈。

在戰爭進行到第7天時，美英聯軍又使用了電磁炸彈攻擊伊國家電視台，使電視信號中斷了3個小時。據分析，這次使用的是微波彈，功率為2兆瓦，殺傷半徑約2?5千米。從3次戰爭中電磁炸彈使用的情況看，這種炸彈的作戰性能在不斷提高，未來有望成為信息戰的重要武器。

電磁炸彈在戰場上的應用主要是破壞敵人的電子系統，靈敏度越高的無線電電子系統越容易被強大的電磁場破壞。

隨著武器裝備信息化程度的日漸增高，電磁炸彈的作用會越來越明顯。未來各種電磁脈衝武器的發展對作戰範圍、作戰方式和作戰效果將產生重大影響，從而使電磁頻譜的對抗進一步升級。

韓國國防研究院的代表在國會聽證會上提出，朝鮮一直試圖開發小型核彈頭，並可能在此基礎上發展出電磁脈衝炸彈(EMP)。與以殺傷人員為目的的普通核武器相比，這種武器主要針對電子設備，具有相當的使用彈性。韓國國防研究院代表稱，如果朝鮮在日本海上空40至60公里處引爆小當量核武器，並不會造成人員傷亡，但朝鮮半島南部的電子設備大多將癱瘓，這對高度信息化的韓軍是致命威脅。