电磁脉冲炸弹的基本原理

核电磁脉冲威胁

非核电磁脉冲武器

电磁脉冲炸弹的威力

电磁脉冲炸弹

电磁脉冲炸弹，又称高能微波炸弹，它本身没有动力。其特点是：专门摧毁指挥、控制和通讯用电子设备以及计算机目标。炸弹上的电波发射器，可以在十亿分之一秒的瞬间放射出数十亿瓦威力的微波，威力相当于核子爆炸所放出的电磁波。可以穿透地下防御工事，沿着电缆与空调的孔道，足以瘫痪所有的地下防御工事、电力供应、电话通信、电视传播以及计算机等系统，但是不会伤害到人的性命。

电磁脉冲炸弹被称为“电磁杀手”， 它是一种介于常规武器和核武器之间的新式大规模杀伤性炸弹。这种炸弹爆炸后产生的高强度电磁脉冲，覆盖面积大，频谱范围宽，几乎能够攻击其杀伤半径内所有带电子部件的武器系统。对于隐蔽在地下的电子系统，电磁脉冲炸弹也有办法。它产生的强电磁脉冲可以通过暴露在地面上的天线等设备产生感应电流，一直钻进地下，破坏地下设备的核心部分。

高强度电磁脉冲对电子设备的独特破坏力，是美国进行核试验时无意发现的。1962年7月，美军在太平洋中部的约翰斯顿岛进行了一次代号为“海盘车”的高空核试验，结果这次140万吨TNT当量的核试验，竟造成1400千米之外的夏威夷檀香山地区的供电网发生跳闸，连高压线的避雷装置都被全部烧毁。20世纪80年代后期，随着相关技术的成熟，号称“电磁杀手”的电磁脉冲炸弹终于问世。

电磁脉冲炸弹的基本原理

电磁脉冲炸弹（或更广义地说，电磁脉冲（EMP）武器）的基本概念非常简单。这种类型的武器专门采用较强的电磁场来摧毁电子线路。

如果您已读过无线电工作原理或电磁体工作原理，那么，您该知道电磁场本身没什么特别。传输调幅（AM）、调频（FM）、电视和手机信号的无线信号都是电磁能，它们与光、微波和x射线一样普通。

为达到我们的目的，您必须了解电磁学中最重要的概念，即电流可以产生磁场，不断改变的磁场也可以产生电流。无线电工作原理中有一页介绍了简单的无线电发送机就是通过改变电路中的电流来产生磁场的。反过来磁场又能使另一个导体（比如无线电接收天线）产生电流。如果不断变化的电信号含有特定信息，则接收机就能对其进行解码。

低强度的无线电传输只能产生可以将信号传送到接收机的适当电流。但如果大幅增强信号强度（磁场），则会产生更大的电流。足够大的电流将烧毁收音机中的半导体部件，使其彻底崩溃，无法维修。

当然，您要操心的可不只是买台新收音机。频繁波动的电磁场能在任何其他导电体（例如，电话线、电源线甚至金属管）上产生大量电流。这些“无意形成的”天线会将电流尖峰信号沿导线（如连接电话线的计算机网络）传送到任何其他带电部件。足够大的波动可能击穿半导体设备、熔化线路、烧毁电池甚至使变压器爆炸。

有许多方法可以产生并“传送”这种磁场。

核电磁脉冲威胁

电磁脉冲炸弹最近才引起人们的注意，但是有关电磁脉冲武器的概念已经存在了很长时间。从20世纪60年代到80年代，美国最关注的是核电磁脉冲攻击的可能性。

这种观点的出现要追溯到20世纪50年代的核武器研究。1958年，美国的氢弹测试产生了一些奇怪结果。测试中产生的爆炸冲击波越过太平洋，将夏威夷部分地区数百公里的街灯全部吹灭。爆炸冲击波甚至毁坏了远至澳大利亚的无线电设备。

研究人员发现电磁干扰是由康普顿效应引起的，该理论是由物理学家阿瑟·康普顿于1925年提出。他断言电磁能光子可以从原子序数较低的原子中撞出自由电子。在1958年的测试中，研究人员发现冲击波的密集伽马射线中的光子可以撞击出大量电子，使其摆脱大气中的氧和氮原子的束缚。大量的电子与地磁场相互作用，产生不断变化的电流，进而产生强大的磁场。由此引发的电磁脉冲将在广大区域内的导电材料中产生电流。

在冷战期间，美国情报局担心苏联会向美国发射核弹并在距离地面50公里的上空引爆，从而在更大范围内达到同样效果。他们也担心由此引发的电磁脉冲将会毁坏全美的电子设备。

这种（来自其他国家）攻击还是有可能的，但如今已不再是美国关注的焦点。如今，美国情报局更加关注非核电磁脉冲设备，如电磁脉冲炸弹。这些武器不会造成大范围破坏，因为它们不会在高空爆炸时产生光子。但是它们可能造成较大范围的局部彻底停电。

非核电磁脉冲武器

美国军火库中极有可能藏有电磁脉冲武器，但我们不太清楚其具体构造。美国许多电磁脉冲研究已涉及到高能微波 (HPM)。有些记者大胆推测这些武器的确存在，并且可能会用于局部战争。

美国的HPM电磁脉冲炸弹实际上可能根本不是炸弹。它们也许更像巨型高能微波炉，可以产生一束高强度的微波能量。有一种可能是将HPM设备安装在巡航导弹上，从空中摧毁地面目标。

这项技术非常先进，也极其昂贵，因此，如果军队没有足够资金，将很难实现该技术。但这只是电磁脉冲炸弹的一个方面。利用廉价的原料和基本的工程知识，恐怖组织可以轻易制造出具有危险性的电磁脉冲炸弹装置。

2001年9月下旬的《大众机械》发表了一篇文章，描述了这种可能的方法。这篇文章主要讲述了磁通压缩发生器炸弹 (FCG)，这种炸弹可追溯到20世纪50年代。这种电磁脉冲炸弹设计相当简单，费用也比较低，如下图所述。（这种概念型炸弹设计出自于美国国防部分析员卡洛·科朴撰写的报告。这个设计概念曾在公众中广为流传过一段时间。但没人能单单根据这些描述制造出实用的电磁脉冲炸弹）。

该炸弹包括一个金属圆筒（称为电枢），它由一个线圈（定子线圈）环绕而成。电枢筒内装满了高能炸药，整个装置外面包裹着一层坚硬外壳。定子线圈和电枢筒之间隔着一段空间。这种炸弹也需要电源，比如一排可以与定子相连的电容器。

以下是炸弹爆炸的发生顺序：

用开关将电容器与定子相连，并通过导线传输电流。从而产生强磁场。引爆装置点燃爆炸材料。爆炸以波的形式在电枢筒中部传播。当爆炸通过电枢后，电枢筒将与定子线圈接触。这就产生了短路，从而切断定子与电源之间的通路。这种自动短路压缩了磁场，从而产生强大的电磁脉冲。

最可能的情况是，这种武器的影响范围相对较小（与核电磁脉冲攻击不同），但也可以造成严重危害。

电磁脉冲炸弹的威力

美国对电磁脉冲技术非常感兴趣，因为虽然电磁脉冲可能不会致命，但仍具有很强的破坏性。电磁脉冲炸弹将不会对建筑物和生物造成危害，但可能摧毁大规模军事设施。

可能的攻击方案有很多。低强度的电磁脉冲将短暂干扰用电系统，强度较大的脉冲会破坏重要的电脑数据，而强度非常大的脉冲会彻底烧毁电气和电子设备。

在现代战争中，不同程度的电磁攻击可能完成许多重要的战斗任务，而不会造成大规模的人员伤亡。例如：电磁脉冲炸弹能有效控制：

1、车辆控制系统

2、目标系统、地面设施、导弹和炸弹

3、通讯系统

4、导航系统远程和近程传感系统

电磁脉冲武器尤其适用于伊拉克战争，因为脉冲可以有效消除地下掩体的威胁。多数伊拉克地下掩体是很难用常规的炸弹和导弹摧毁的。核冲击波能有效摧毁许多掩体，但是，这将对周围区域造成巨大损害。电磁脉冲能穿过地面，破坏掩体的照明、通风和通信系统，甚至是电动门。掩体将彻底不再适于居住。

但是，美国军队也非常容易受到电磁脉冲攻击的威胁。近年来，美国军方已将尖端电子技术全面应用于军备。这种电子技术主要基于消费型半导体设备，它们对任何电压波动非常敏感。事实上，最基本的真空管技术将能更好地抵抗电磁脉冲炸弹攻击。

在任何国家/地区中，大范围电磁脉冲攻击都将危害军队的组织能力。地面部队也许可以充分利用非电子武器（比如机关枪），但是他们没有实施攻击或确定敌人位置的装备。一次有效的电磁脉冲攻击，能将任何正规军变成只能游击作战的散兵。

尽管通常我们认为电磁脉冲武器是非致命的，但如果它们定向对准特定目标，也很容易致人死亡。例如，假设电磁脉冲武器破坏了医院的电力设施，任何依赖生命维持系统的病人将立即死亡。这种武器也能破坏交通工具，包括飞机，从而引发灾难性事故。

最后，电磁脉冲炸弹最深远的影响可能是对人们心理的影响。对发达国家进行一次全面电磁脉冲攻击将会立刻使人们的现代生活出现痛苦的停滞。虽然许多人可以幸存，但他们将会发现自己生活在一个与过去完全不同的世界里。