Содержание

Электромагнитная бомба: принцип действия и защита

Из истории известно, что самым востребованным во всех войнах являлось оружие массового поражения человечества. Так было и в прошлом веке. С течением времен при проведении войн главным достижением стали не жители и территории, а экономика стран. Именно поэтому в нынешнем веке большую ценность представляет электромагнитная бомба.

В современных войнах большинство операций выполняют роботизированные системы: беспилотники, самоходные автоматизированные установки и т. д. При помощи таких технологий возможно выполнять разведывательные, подрывные и оборонные операции без потерь личного состава.

Такая модернизация оружия доставляет противнику ряд проблем, ведь на вычисление места нахождения врага уходит время. Изобретение принципиально новых технологий позволяет нейтрализовать электронную и роботизированную технику на большом расстоянии.

Принцип электромагнитной бомбы базируется на основе ядерного оружия. Поражающим фактором является электромагнитный импульс, который за короткий период выводит из строя всю технику в округе.

Излучение заряда является направленным, а скорость распространения в 40 тысяч раз превышает скорость полета головки баллистической ракеты.

Важной особенностью является запуск: ввиду того, что излучение невозможно искривить, приводить бомбу в действие следует лишь с открытых позиций. Такая особенность создает множество проблем в борьбе с противником, ведь маскировка оружия на открытой территории - задача не из простых.

Первые изобретения и возможность их применения в современном мире

Главным требованием к конструкции современной бомбы является обеспечение формирования сферической ударной волны при взрыве. Наглядным примером является ядерный заряд, конструкция которого состояла из плутониевого шара и 32 зарядов различных форм (12 пятигранных и 20 шестигранных). Сложность в достижении необходимых параметров вызывал разрыв по времени детонации и разброса. Такое расхождение составляло миллионную долю секунды. Для компенсации по времени и запуска использовалось электронное устройство весом около 200 кг.

Одним из первых известных человечеству приспособлений, которое приводило в действие боезаряд, является генератор Сахарова. Конструкция последнего состоит из кольца и медной катушки. Без такого генератора невозможно запустить электромагнитную бомбу. Принцип действия изобретения Сахарова следующий: детонаторы, подрывающиеся синхронно, инициируют детонацию, которая направляется к оси. В то же время происходит разряд конденсатора и формируется магнитное поле во внутренней части катушки. Из-за избыточного давления ударная волна замыкала сформировавшееся поле внутри приспособления.

Так как время действия ограничено, внутри генератора образовывался ток, который прекращал процесс излучения энергии. Такая причина привела к непригодности использования изобретения Сахарова для излучения электромагнитной энергии. Несмотря на этот факт, устройство можно использовать в мирных целях – для генерации импульсных токов.

Задача и принцип действия современного орудия с точки зрения науки

Из описаний исследований можно понять, что при запуске оружия нового поколения появляется мощная ударная волна, которая имеет высокую частоту и огромную мощность. Когда взорвется электромагнитная бомба, последствия будут следующими: микропроцессорная техника (мелкая бытовая, компьютерная и др.) перестанет функционировать либо на время прекратит работу. То же самое касается и линий электропередач, телевизионных и радиостанций. Авиация также не сможет функционировать под воздействием лучей.

Здоровье живых существ подвергается опасности: если в организме находятся различные сердечные стимуляторы либо металлические импланты, шансы выжить после удара волны уменьшаются.

Составляющими бомбы являются:

  • Резонатор цилиндрической формы. Материал изготовления должен иметь высокую электропроводность.
  • Детонатор, который приводит устройство в действие.
  • Взрывное вещество.

При детонировании происходит сжатие резонатора. Одновременно диаметр цилиндра уменьшается в несколько раз. Электромагнитное поле, из-за невозможности расшириться, обретает более высокую частоту колебаний. Уже через несколько секунд происходит взрыв и волны поражают необходимую зону.

Увеличение мощности и области поражения современными технологиями

Для того чтобы увеличить поражающее действие, которое приносит электромагнитная бомба, следует увеличить мощность, воздействующую на мишень.

Такой эффект достигается за несколько шагов:

  1. Прежде всего максимизируется длительность излучения и наивысшая мощность. Для этого используется более мощный генератор, который обеспечивает превращение энергии взрыва в электромагнитную с большей эффективностью.
  2. Чтобы нанести противнику сильный удар, необходимо обеспечить полное поглощение волн объектами (т. е. доставить как можно больше «оружия» противнику). Для таких целей используются антенны. Также эффективным средством считается близкое расположение бомбы к цели.

Область поражения зависит от того, как устроена электромагнитная бомба. Например, микроволновые рассчитаны на небольшие участки. Используются последние для уничтожения ценной информации в виртуальных библиотеках противника. Микроволновые бомбы работают по двум принципам:

  1. С качанием частоты. Разнообразность вырабатываемых частот позволяет «попасть» практически в любой необходимый канал с информацией.
  2. С поляризацией оружейного излучения. В случае использования линейной эмиссии, внедрение в базы теряет половину эффективности. Если же речь идет о круговой поляризации, появляются абсолютно новые и полномерные возможности для поражения объекта.

Способы и методы обороны от воздействия оружия нового поколения

Специалистами разработаны способы защиты систем от воздействия деструктивного оружия:

  1. По сети. Поскольку принцип электромагнитной бомбы базируется на разрушающем излучении энергии, на сети питания серверов, щитки фидеры устанавливаются устройства защиты. Для контроля подключения несанкционированных устройств используются анализаторы. Чтобы предотвратить внедрение, также ограничивают доступ к различным элементам (например, щитам питания).
  2. По приводным линиям. Для защиты подводящих линий используются устройства защиты. Перед установкой приводных устройств проверяется минимальная степень защищенности от импульсов. Для предотвращения вторжения следует ограничить доступ к оборудованию. Запрещается размещение устройств с внешней стороны объектов.
  3. По эфиру. Главным «врагом» современного мира и техники является электромагнитная бомба. Принцип действия и защита экранированием признаны весьма эффективными. Основными принципами таких действий являются: установка многорубежной защиты от разрушающих частот, использование оптоволоконных каналов связи, устранение паразитной связи аппаратуры.

Разработки отечественного оборонпрома

Всемирное внимание получил российский комплекс «Ранец-Е» более 15 лет назад. Установка выполнена на шасси МАЗ–543. Общая масса – 5 тонн. Целями для поражения являются как наземные, так и летательные аппараты (включая управляемые боеприпасы). Дальность поражения – до 14 км.

Среди малогабаритных передатчиков помех наиболее надежными являются РП-377. Такими приспособлениями можно устранить сигналы GPS. Благодаря компактному изобретению становится возможным нанесение существенного вреда технике противника, несмотря на то что диапазон поражения гораздо меньший, нежели у электромагнитной бомбы. Россия разработала РП-377 со следующими параметрами:

  • Масса – 50 кг (без учета батареи).
  • Напряжение питания – от 23 до 29.7 В.
  • Выходная мощность – 130 Вт.
  • Диапазон постановки помех (частота) – от 20 до 1000 МГц.
  • Суммарный ток потребления – 25 А.
  • Диапазон рабочих температур – от -40 до +50оС.

Некоторые несекретные изобретения противовоздушной и противоракетной обороны - это «Снайпер-М», «И-140/64» и «Гигаватт». Такие приспособления базируются на автомобильных прицепах. Назначением их является защита систем (цифровых, радиоэлектронных) различного назначения: военного, гражданского, специального.

Подавление вражеской техники новым комплексом

В современных войнах главную ценность представляет экономика страны противника. Поэтому военными разрабатывается оружие не массового поражения, а «гуманное». Последнее являет собой приспособление, которое не наносит вред жизнедеятельности, а лишь блокирует некоторые его аспекты. Несмотря на «гуманность», бытует мнение, что страшнее атомной бомбы электромагнитное оружие "Алабуга". Такая система, как и большинство других, работает на генераторе импульсов. Основной задачей является поражение техники вражеских войск.

Запуск генератора происходит на высоте более 200 метров, радиус поражения – около 3.5 километра. Исходя из таких параметров, становится понятным, что одной ракеты нового поколения достаточно для нейтрализации крупного армейского подразделения.

Специалисты столкнулись с некоторыми проблемами при конструировании: из-за достаточно больших габаритов и веса для доставки конструкции необходимо использовать мощные ракеты. Так как параметры средства доставки существенно увеличиваются, оружие легче обнаружить средствами обороны противника.

Основные черты системы «Алабуга»

Несмотря на свою перспективность, система все же обладает как достоинствами, так и недостатками. Электромагнитная бомба за короткий период выводит из строя различную боевую технику и коммуникации противника. К недостаткам относятся: большие габариты и вес конструкции, недочет в мощности электромагнитного импульса. Ведь если противник оборудует правильную защиту, ущерб от излучения существенно сократится.

В обсуждениях изобретения появились мифы: бытует мнение, что скрыться от излучения «Алабуги» возможно лишь под 100-метровой толщей земли. Вторым распространенным утверждением является подрыв снарядов силой импульса. Эксперты опровергли такие факты, ведь для уничтожения снарядов необходимо разогреть последние до критических температур, но для совершения такого действия вовсе не достаточно силы, которую излучает электромагнитная бомба. Россия продолжает работать над недостатками.

Недостатки предшественника «Алабуги»

Как известно, «Алабуга» - это не название конкретного приспособления, а лишь код проекта. При проектировании и оптимизации последнего учитываются недостатки предыдущего изобретения, которое носит название «Ранец-Е».

Несовершенство отечественного оружия проявляется в двух направлениях:

  1. Гашение излучения преградами. Это означает, что крылатые ракеты доказывают эффективность лишь на открытой местности.
  2. Большой промежуток времени между выстрелами. Электромагнитная бомба запускается каждые 20 минут. Такой перерыв лишает систему защиты на большой период. Компенсировать такой недостаток возможно лишь увеличением количества боевых установок, что является экономически невыгодным и неудобным.

Несмотря на существующие недостатки, система работала в комплекте с примитивными средствами обнаружения и управления сил противовоздушной обороны (командными центрами и РЛС). Такое взаимодействие позволяло обнаружить системы противника и вовремя их нейтрализовать.

Разработки на соседнем континенте

Несколько лет назад на просторах интернета появилась информация об экспериментальном применении оружия нового поколения в Штатах. Электромагнитные бомбы США успешно прошли тестирование. Боеприпасы локального действия доказали свою эффективность: под воздействием снаряда выходила из строя вся электроника.

Существует возможность наносить удар несколько раз подряд (например, если установить приспособление на борту ракеты, беспилотника и др.). Испытания доказали эффективность применения: за один полет было выведено 7 целей, которые размещались последовательно.

Эксперименты показали, что ракеты возможно использовать с борта истребителей и бомбардировщиков.

Кроме этого, Штаты запросили создание электромагнитных снарядов. Согласно требованиям, они должны обеспечивать разрушение средств современной связи, при этом не затрагивая человека. Специалисты указывают назначение объекта: они будут применяться для нейтрализации гражданских, а не военных целей.

Исходя из развития оборонной промышленности государств, вопрос о том, чья электромагнитная бомба круче: США или России, остается без ответа.

Уникальное вооружение: на кого рассчитаны современные боеприпасы

Российская Федерация на данный момент является единственной страной, на вооружении которой есть электромагнитные боевые комплексы.

По утверждению оборонпрома, мощность бомбы может варьироваться в зависимости от параметров объекта и степени его защищенности. Оружие, изобретенное еще в прошлом веке (зенитные ракеты, заряды гранатометов и др.), имеет небольшую эффективность в сравнении с новинками техники, которая рассчитана на поражение больших площадей.

Несколько лет назад в России создали электромагнитные бомбы. На сегодняшний день известно, что конструкторские наработки переведены в стадию испытаний. Кроме крупных снарядов, рассчитанных на массовое поражение техники врага, также модернизируются и изобретаются мелкие снаряды, ракеты и др.

Помимо РФ, активные разработки и исследования проводятся на территориях Штатов и КНР.

fb.ru

Убийцы роботов: Электромагнитные бомбы | Журнал Популярная Механика

Главной целью в войнах будущего становятся не солдаты, а мозги противника. Электронные.

Боеприпасы будущегобудут выводить из строя электронные «мозги» противника

105-мм реактивная граната, снаряженная сферическим ударно-волновым излучателем.

Одна из целей применения ударно-волнового боеприпаса — выведения из строя электроники опаснейшего противника — крылатой ракеты

Мечта военных XX века — оружие массового поражения, поражающее только живую силу противника. На создание такого оружия — от боевых отравляющих веществ до нейтронных боеприпасов — были потрачены огромные средства, но идеального инструмента военные так и не получили. А в новом, XXI веке надобность в нем отпала и вовсе: цель войн будущего — не население, а экономика противника. Большую часть боевых задач теперь будут решать роботы — от беспилотных летательных аппаратов до автоматических бронированных машин. И если XX век можно смело назвать веком ядерного оружия, то в XXI-м востребованным будет электромагнитное, или, как его еще называют, микроволновое оружие, выжигающее компьютерный мозг противника.

Пушки и снаряды

Пожалуй, первыми электромагнитными боеприпасами были и остаются обычные ядерные заряды, одним из поражающих факторов которых является электромагнитный импульс, выводящий из строя электронику на много километров вокруг. Действие электромагнитного излучения оказалось настолько эффективным, что сразу возник вопрос — нельзя ли создать «чистое», неядерное электромагнитное оружие?

Первой приходит мысль о направленном излучении, которое распространяется примерно в 40 тысяч раз быстрее, чем летит боеголовка баллистической ракеты. Такой пушке не потребуются снаряды, у нее не будет отдачи, стрельба ее беззвучна и бездымна.

Несложные расчеты показывают: дальность поражения электроники не может превышать размер источника излучения более чем в 1000 раз, иначе излучение вызовет разряд в окружающем воздухе и вся его энергия уйдет на образование плазменного экрана. Из этого следует, что источники узких пучков электромагнитного излучения — микроволновые пушки — всегда будут проигрывать равным по габаритам артсистемам в дальности и эффективности поражения. Пучок излучения не заставишь искривиться, поэтому нельзя стрелять с закрытых позиций.

Если к этому добавить немалые габариты микроволновых пушек, то понятно, что шансов на современном поле боя у них нет. Список недостатков можно продолжить. Но это не значит, что у электромагнитного оружия нет будущего.

Другое дело, если источник ЭМИ срабатывает рядом с целью — тогда преимущество перед ударной волной или осколками очевидно. Например, радиус поражения крылатой ракеты 120-мм электромагнитным боеприпасом может составить 60 метров (та же тысяча радиусов боеприпаса), что в десять раз дальше, чем осколочно-фугасным снарядом аналогичного калибра.

Однако на данный момент в мире не существует компактных хранилищ электромагнитной энергии высокой плотности, которые можно было бы разместить внутри современных боеприпасов. Поэтому для ее генерации используется традиционное взрывчатое вещество, при детонации которого выделяется в тысячи раз больше энергии, чем может выдать в нагрузку лучший аккумулятор того же объема. Называются такие генераторы взрывомагнитными, и своим рождением они обязаны опять же ядерному оружию.

Генератор Сахарова

Для получения первичных нейтронов, «запускающих» процесс деления в ядерном боезаряде, потребовался сверхмощный источник импульса тока. Генератор А.Д. Сахарова представлял собой кольцо из взрывчатого вещества (ВВ), окружающего медную катушку. Набор подрываемых синхронно детонаторов инициировал детонацию, направленную к оси. В момент, синхронизованный с подрывом, происходил разряд конденсатора, ток которого формировал магнитное поле внутри катушки. Ударная волна огромным давлением (около миллиона атмосфер) «закорачивала» витки катушки, превращая в трубку (лайнер) и замыкая это поле внутри нее.

В проводниках поле движется медленно, поэтому за несколько микросекунд дальнейшего сжатия лайнера оно успевало проникнуть в медь лишь на десяток микрон. Замкнутый магнитный поток при этом почти не изменялся, и уменьшение площади поперечного сечения области сжатия компенсировалось эквивалентным повышением индукции поля (а значит — и возрастанием радиального тока в лайнере). При этом еще более существенно (обратно пропорционально четвертой степени радиуса) возрастали как магнитная энергия, так и магнитное противодавление на лайнер, которое замедляло сжатие вплоть до полной остановки. Вдобавок нестабильности быстро превращали внутреннюю поверхность лайнера в «звезду», лучи которой уже при уменьшении радиуса области сжатия в 3−4 раза разрезали ее, прекращая процесс. Эти и другие причины приводят к тому, что устройства, где магнитный поток сохраняется, позволяют генерировать импульсные токи в сотни миллионов ампер, но непригодны для излучения электромагнитной энергии.

Кристаллическая бомба

Во взрывомагнитных генераторах изменение магнитного поля происходит очень быстро, но все же недостаточно — за несколько микросекунд, что соответствует длине волны около километра (!). Напомним, что для эффективного излучения размер антенны должен быть сравним с длиной волны — представляете себе снаряд размером со стадион? Величина реальных зарядов в тысячи раз меньше, и чтобы конвертировать в излучение хотя бы малую часть энергии взрыва, нужны длины волн в десятки сантиметров, а значит, поле должно меняться за единицы наносекунд (10−9 с). Даже очень мощные ударные волны движутся в твердых телах со скоростями около 10 км/с, поэтому для обеспечения столь быстрого изменения радиус области, где происходит эффективное сжатие поля, должен составлять около 10−5 м — в тысячу раз меньше, чем в генераторе Сахарова!

Казалось бы, все потуги достичь радиусов сжатия в десяток микрон более чем сомнительны. Однако сделать это можно, если сжимать поле не лайнером, а ударной волной в веществе. Такое сжатие имеет важнейшую особенность: в мощной ударной волне огромное давление реализуется в основном за счет температуры, а разность плотностей вещества по обе стороны фронта невелика — примерно двукратная. Это как раз и не позволяет развиться нестабильностям, как в случае со взрывомагнитным генератором, когда разница между плотностями лайнера и воздуха внутри него составляет десятки тысяч раз. К тому же мощная ударная волна в некоторых диэлектриках (ионных кристаллах) обладает и другим интересным свойством — сразу за ее фронтом вещество приобретает высокую, почти «металлическую» проводимость. То есть можно сжимать поле не настоящей оболочкой, а виртуальной!

Итак, минимальный размер области ударного сжатия будет определяться уже не нестабильностями, а неоднородностями структуры вещества. Монокристалл — наиболее упорядоченная структура в природе. Проведенные исследования показали, что фронт ударной волны в монокристалле зеркально гладок: размеры неоднородностей составляют микроны.

Вполне реально кардинально снизить и противодавление поля, которое замедляет сжатие. Это становится возможным потому, что скорость фронта волны превышает массовую скорость вещества за фронтом. Чтобы продемонстрировать это, возьмем несколько карандашей и, оставляя зазоры, равные их толщине (что будет моделировать двукратное увеличение плотности вещества при сжатии), разложим в ряд на столе. Затем начнем двигать крайний из карандашей. Выбрав зазор, этот карандаш толкнет соседний, тот, пройдя зазор — следующий и т. д. Заметьте, что «фронт» процесса (граница области, где находятся карандаши без зазоров между ними) всегда опережает любой из двигающихся карандашей.

Но, как мы знаем, за фронтом волны вещество приобретает высокую проводимость, а в проводнике поле уже не может двигаться свободно: оно «вязнет» в нем. Если в генераторе Сахарова как вещество, так и фронт проводимости движутся со скоростью внутренней границы лайнера, вместе «толкая» поле перед собой, то при ударном сжатии скорость проводимости выше, и, «откусывая» поле по краям, она отнимает часть его из области сжатия. Но это не страшно: для генерации излучения важно быстрое изменение поля, а не рекордное значение его индукции, и чтобы избежать торможения в конечной, самой скоростной фазе сжатия, вполне можно пойти на «сброс» части поля за фронт волны. Мучительные поиски вещества, подходящего по комбинации многих свойств для ударного сжатия магнитного поля, вывели на монокристалл йодида цезия.

Изготавливаем супероружие

Самое сложное — сформировать сходящуюся ударную волну (сферическую, ее скорость с уменьшением радиуса возрастает намного быстрее, чем цилиндрической). Та же задача стояла и при создании ядерных зарядов (подробнее см. «ПМ» №13) — там взрыв обжимал до сверхкритической плотности плутониевый шарик. Собирали такой заряд из 32 сферических сегментов (20 шестигранных и 12 пятигранных), образовывавших структуру, похожую на футбольный мяч. Изготовление таких сегментов с необходимой точностью — задача потруднее огранки бриллианта. Еще труднее было заставить сработать 32 детонатора одновременно, с разбросом по времени менее миллионной доли секунды (!). Для этого в первых атомных бомбах применялось сложное электронное устройство весом более 200 кг.

Технологический отрыв от тех времен огромен. В нашем случае заряд ВВ размещается внутри детонационного распределителя — полой сферы из поликарбоната, на поверхности которой отфрезерованы многочисленные каналы. Начинаясь у детонатора, причудливо разветвляясь, каналы покрывают всю внешнюю поверхность распределителя, заканчиваясь сквозными отверстиями. Они заполнены эластичным ВВ с высокостабильной скоростью детонации. Эта сложнейшая сеть создается так, чтобы обеспечить равные пути детонации от первичного детонатора до каждого отверстия — точки инициирования основного заряда (их несколько десятков). Расчет каналов требует методов геометрии Римана, да и отфрезеровать такую систему каналов можно не на каждом высокоточном станке с ЧПУ. Основной заряд изготавливается из мощного взрывчатого состава на основе октогена. Внутри него устанавливается сфера из монокристалла иодида цезия.

Вокруг сферы собирается магнитная система. В ее основе — два постоянных магнита, от которых к монокристаллу идут два усеченных конуса из магнитно-мягкой стали, «собирающих» поле магнитов в область, занятую монокристаллом. Сохранению потока, создаваемого магнитами, служат и магнитопроводы. Кристалл устанавливается в центре так, чтобы его главная ось совпадала с направлением магнитного поля, иначе различия в свойствах вдоль других осей могут нарушить симметрию сжатия.

Устройство собрано. Сработал детонатор. Со скоростью около 8 км/с огоньки детонации, разветвляясь, разбегутся по каналам, одновременно нырнут в десятки отверстий и инициируют в основном заряде сферическую детонацию с давлением в полмиллиона атмосфер. Достигнув поверхности иодида цезия, волна детонации сформирует в нем ударную волну. Поскольку плотность монокристалла больше плотности газов взрыва, давление на поверхности сферы скачкообразно увеличится, превысив миллион атмосфер. Сферическая ударная волна помчится к центру со скоростью более 10 км/с, оставляя за собой уже не монокристалл, а проводящую, как металл, жидкую мешанину из атомов и ионов йода и цезия и сжимая магнитное поле. В конечной фазе отношение размера области сжатия к начальному радиусу монокристалла — менее одной тысячной. Энергия магнитного поля могла бы возрасти при этом в миллион миллионов раз! Впрочем, вспомним, что сжата-то лишь мизерная часть поля, а почти все «выброшено» за фронт ударной волны.

Если заряд собран правильно, то ударная волна, сойдясь в точку и отразившись, устремится обратно, скачком изменив поле, что и приведет к генерации импульсного потока радиочастотного электромагнитного излучения (РЧЭМИ). Длительность его менее наносекунды, но спектр! За доли наносекунды поле меняется, конечно же, не по закону синуса с периодом, равным времени сжатия-разрежения, а куда как более резко, и это значит, что в функции, описывающей его изменение, существенны вклады многих частот. Поэтому ударно-волновой источник излучает в диапазоне от сотен мегагерц до сотен гигагерц — более трех частотных

декад!

Ну, а в каком же направлении излучает такой боеприпас? Диаграмма направленности излучения сильно зависит от отношения размера излучателя к длине волны. А излучается прорва частот на трех декадах, да еще размер излучателя (области сжатия) непрерывно меняется! Так что можно считать, что электромагнитная энергия излучается по всем направлениям, что делает вполне естественным применение такого источника в боеприпасах.

«Золотые боеприпасы»

Почти все статьи, повествующие об электромагнитном оружии, по традиции заканчиваются стандартной «страшилкой» об «отключившихся телефонах» и «погасшем свете». Мы же не будем этого делать, и по вполне очевидной причине: идиота, расходующего умопомрачительно дорогие боеприпасы на такую ерунду, скорее всего, будет ждать военный трибунал.

Один из самых малогабаритных образцов ядерного оружия — 152-мм артиллерийский снаряд (параметры деления оружейного плутония таковы, что в меньших размерах создать взрывную сверхкритическую сборку невозможно). Хотя ударно-волновой заряд удалось «втиснуть» в меньший (105 мм) калибр, в технологии производства таких «малышей» много общего, и стоимость их вполне сравнима. Поэтому применение ударно-волнового боеприпаса целесообразно лишь в очень ответственных ситуациях, например для «ослепления» электроники опаснейшего противника — подлетающей крылатой ракеты. Для «прозы войны» — действий на поле боя — требуются другие типы электромагнитных боеприпасов, «числом поболее, ценою подешевле». Но об этом — в следующих номерах.

Статья опубликована в журнале «Популярная механика» (№3, Март 2005).

www.popmech.ru

WATTA - Электромагнитная бомба для бедных

О начале новой войны вы узнаете не по испепеляющей ядерной вспышке и не по жалобным стонам умирающих от вируса Эбола или его аналогов, выведенных генетиками. Вдалеке раздастся резкий треск, и к тому моменту, как вы решите, что это был обычный раскат грома, цивилизованный мир уже развалится. Флуоресцентные светильники и телевизоры, даже выключенные,

начнут зловеще мерцать, запахнет озоном из розеток и тлеющей пластмассой от искрящей электропроводки.

Ваш карманный компьютер и MP3-плеер ощутимо нагреются, поскольку их аккумуляторы будут перегружены. Ваш компьютер умрет, и все данные в нем погибнут. Потом вы заметите, что мир и звучать стал по-другому: прекратится работа двигателей внутреннего сгорания, эта фоновая музыка цивилизации.

Двигатели, за исключением некоторых дизелей, никогда больше не заведутся. Сами вы будете целы и невредимы, но отброшены на 200 лет назад, в ту эпоху, когда слово «электричество» означало молнию, раскалывающую ночное небо. Это – не очередной гипотетический сценарий вроде «ошибки 2000 года», а реалистичная оценка ущерба, который, по мнению Пентагона, может быть причинен оружием нового поколения – электромагнитными бомбами.

Первые крупные испытания электромагнитной бомбы были намечены на 2002 год, но пока так и не состоялись. По одной из версий, испытывать бомбу будут над Ираком. В конечном итоге армия надеется, используя эту технологию, взрывать в полете артиллерийские снаряды. военно-морской флот хочет использовать мощный микроволновой импульс электромагнитной бомбы для обезвреживания противокора бельных ракет. ВВС собираются снабдить электромагнитными бомбами свои бомбардировщики, штурмовики, крылатые ракеты и беспилотные летательные аппараты. Когда эта технология будет принята на вооружение, появится один из самых технологически сложных видов оружия, созданных военной системой Соединенных Штатов.

У истории с электромагнитной бомбой есть, однако, и другая сторона, о которой военные говорят неохотно. Хотя американский вариант этого оружия основан на самой передовой технологии, террористы могут достичь той же разрушительной силы без использования hi-tech и гораздо дешевле. По оценке PM, простейшее оружие такого типа можно создать, затратив всего долларов четыреста.

Новая старая идея

Теория, которая лежит в основе электромагнитной бомбы, была предложена в 1922-23 годах физиком Артуром Комптоном не для создания бомб, а для исследования атомов. Комптон показал, что бомбардировка атомов с низким атомным числом потоком высокоэнергетических фотонов приводит к испусканию этими атомами потока электронов. В физике это явление известно под названием комптон-эффекта. Оно послужило важным инструментом для изучения тайн атома.

Любопытно, что именно ядерные исследования привели к неожиданной демонстрации мощи комптон-эффекта и породили новый тип оружия.

В 1958 году разработчики ядерного оружия взорвали высоко над Тихим океаном водородную бомбу. Взрыв вызвал целый шквал гамма-лучей, которые, сталкиваясь с атомами кислорода и водорода, породили настоящее электронное цунами, распространившееся на сотни миль. На Гавайях погасли уличные фонари; системы радионавигации повсюду до самой Австралии вышли из строя на 18 часов.

Соединенные Штаты взялись за изучение способов защиты электроники от подобных электромагнитных импульсов (ЭМИ) и разработку оружия на их основе.

Многие из этих работ засекречены, но, предположительно, в настоящий момент основные усилия сосредоточены на использовании высокотемпературных сверхпроводников для создания сильных магнитных полей. Экспертов по терроризму беспокоит, однако, концепция, которую американцы рассматривали, но отвергли: генератор сжатия магнитного потока (ГСМП).

Электромагнитная бомба для бедных

 

 


ГСМП – оружие, на удивление простое. Он состоит, как показано на рисунке сверху, из трубки, начиненной взрывчаткой и помещенной внутри медной обмотки.

За мгновение до детонации химического заряда ток от конденсаторной батареи поступает в обмотку и создает магнитное поле. Детонация заряда распространяется от заднего конца трубки к переднему. Расширяющаяся трубка касается края обмотки и создает движущееся короткое замыкание. Движущееся замыкание сжимает магнитное поле и в то же время уменьшает индуктивность обмотки статора.

 


В результате ГСМП создает быстрорастущий импульс тока, который обрывается до окончательного разрушения устройства. Согласно опубликованным результатам, время роста составляет десятки или сотни микросекунд, а пиковое значение силы тока – десятки миллионов ампер. По сравнению с получающимся импульсом разряд молнии выглядит как фотовспышка.

Единственная защита против такой бомбы – клетка Фарадея (КФ).

Индийский след

Индийские военные подвергают сомнению вариант с использованием КФ.
Вопервых, импульсы высокой частоты могут пробраться сквозь отверстия в КФ. Вторая проблема известна под названием «запаздывающего действия ЭМИ» и составляет самое опасное свойство ГСМП. Этот эффект проявляется в течение первых 15 минут после детонации. В это время ЭМИ, проникнув сквозь электрические системы, создает в них локализованные магнитные поля. При спадании полей возникают резкие перепады напряжения, которые распространяются по системам электропитания. Изза этого эффекта «батареи фейерверков» террористам не нужно сбрасывать электромагнитные бомбы прямо на те цели, которые они хотят уничтожить. Тщательно охраняемые объекты, например телефонные станции и центры электронного перевода денежных средств, можно будет атаковать через каналы питания и телекоммуникаций.

Чтобы разрушить основы современного общества, достаточно отключить электричество, компьютеры и средства связи. В век терроризма, поддерживаемого странами «третьего мира», электромагнитная бомба становится великим уравнителем.

watta.ru

чья электромагнитная бомба круче. Ридус

Тема оружия на новых физических принципах (сами принципы старые, новым является их боевое применение), будь то лазеры, рельсотроны или гиперзвуковые ракеты, не сходит с полос мировых СМИ. Обычно разработки в этой сфере преподносятся как некое супероружие — так интереснее, ярче и выгоднее оборонным предприятиям, которым надо оправдывать очень большие бюджеты для отработки технологий.

В 2017-м «супероружием года» стала электромагнитная бомба. Сначала Минобороны США заказало разработку неких снарядов для выведения из строя электроники, потом появились сообщения, что Северная Корея готовится нанести электромагнитный удар по США из космоса (КАК??!), потом оказалось, что военные Южной Кореи тоже не дремлют и «готовят массовую электромагнитную атаку» на соседа в случае начала войны…

В довершение всего неизменный спикер российского «Концерна „Радиоэлектронные технологии“» (КРЭТ) Владимир Михеев, традиционно рассказывающий о самых невероятных возможностях российских вооружений, поведал миру о создании в нашей стране электромагнитной бомбы. «Ридус» решил разобраться в тонкостях электромагнитного «супероружия» и выяснить, у кого оно есть, какое оно и зачем. А также найти ответ на самый сакраментальный вопрос, терзающий россиян: у кого «оно больше» — у нас или у США?

Немного истории

Несмотря на то, что возможность создания мощного потока электронов еще в начале 1920-х годов открыл американский физик Артур Комптон, на практике человечество столкнулось с этим эффектом во второй половине XX века, когда начались испытания ядерного оружия. Известно, что эффект электромагнитной бомбы был зафиксирован во время атмосферных испытаний США водородной бомбы в 1958 году. После взрыва появился мощный электромагнитный импульс, вследствие которого на Гавайских островах, расположенных в сотнях километров от эпицентра, произошли отключения электричества, в очень большом районе была осложнена радиосвязь.

Такой эффект был слишком притягательным для военных, чтобы они не обратили на него внимания. Воспроизвести подобный эффект без применения ядерного оружия, по мере роста влияния радиоэлектронных средств на ведение боя и информационную борьбу, становилось все более привлекательным. В СССР первым концепцию неядерной электромагнитной бомбы предложил академик Сахаров. Аналогичные работы велись и по другую сторону океана.

Тем не менее о действующих образцах электромагнитного оружия стало известно только в XXI веке. Стоит заранее оговориться, что все известные образцы на практике никаким супероружием не являются. Существуют технологии надежной защиты от их воздействия критически важных объектов — вплоть до использования специальных строительных материалов. Однако в определенный момент их применение против гражданской инфраструктуры может сыграть важную роль. Направленность электромагнитных вооружений против изначально не военных или слабозащищенных объектов не скрывают даже их разработчики.

США: «тушите свет»

В 2012 году американская компания Boeing заявила об успешном испытании CHAMP (Advanced Micile High-Power Microwave Advanced Missile Project). В официальном сообщении на сайте Boeing боеприпас не без иронии называли «тушите свет»: «CHAMP несет небольшой генератор, который испускает микроволны для выжигания электроники с высокой точностью».

Это боеприпас локального действия — он способен, к примеру, отключить всю электронику в отдельном здании, причем может наносить удар многократно по ходу полета крылатой ракеты или беспилотника, на борту которых он установлен. Согласно официальному сообщению, в ходе испытаний 2012 года в штате Юта один CHAMP в ходе одного полета последовательно вывел из строя семь целей.

Представитель Boeing тогда заявил, что «в ближайшем будущем эта технология может быть использована для того, чтобы сделать электронные и информационные системы противника бесполезными еще до прибытия наших войск или самолетов». На практике, конечно, даже при массовом применении крылатых ракет, оснащенных CHAMP, будет крайне сложно прорвать ПВО защищаемых объектов серьезного противника вроде Китая или России. А вот разрушить инфраструктуру, остановить заводы, выключить связь, нарушить работу энергетических объектов — это куда более реалистичная задача.

Boeing CHAMP

© Boeing

Кроме Boeing в проекте участвовали такие гиганты американской оборонной промышленности, как Raytheon, которая, собственно, и разработала «электронную пушку», и Lockheed Martin, подготовившая для нее ракету AGM-158 JASSM с увеличенным радиусом действия. В итоге CHAMP могут использоваться с борта истребителей F-15, F-16 и F-35 и бомбардировщиков B-1 и B-52.

Испытания устройства продолжались до 2015 года, когда командир исследовательской лаборатории ВВС генерал-майор Том Масиелло публично заявил, что CHAMP «уже находится на вооружении нашей тактической авиации».

И вот через два года американцы, похоже, решили создать аналогичные возможности по выведению из строя электроники для сухопутных сил. В феврале этого года Министерство обороны США запросило создание электромагнитного артиллерийского снаряда.

Эти специальные снаряды будут генерировать всплеск электромагнитных волн или применять «некоторые другие некинетические технологии» для разрушения компьютеров, радиосвязи, точек доступа в интернет и других средств связи, которые используют современные общества. При этом снаряды не должны приносить никаких физических повреждений.

В документе четко указывается, что применять снаряды будут не против военных, а против гражданских объектов: «Широкое использование беспроводной радиочастотной сети для критически важных инфраструктурных и коммуникационных систем обеспечивает альтернативный вектор атаки для нейтрализации базовой промышленной, гражданской и коммуникационной инфраструктуры противника, не разрушая аппаратное обеспечение, связанное с этими системами».

Иными словами, новый электромагнитный боеприпас должен позволить американским военным на месте оперативно иметь возможность подорвать экономические возможности противника и лишить население доступа к альтернативным источникам информации.

Новый боеприпас должен иметь распространенный калибр 155 мм и нести несколько суббоеприпасов.

© AF GlobalStrike/flickr.com

А что в России?

У нас в стране уже вторую осень подряд появляются новости об успехах в создании электромагнитного вооружения. Правда, никаких подробностей, подобных тем, которыми балуют публику их американские коллеги, отечественные представители ВПК не разглашают, ограничиваясь дежурным упоминанием своей неповторимости.

В прошлом году, повторив неизбежную для отечественного ОПК мантру про «отсутствие иностранных аналогов», представитель «Объединенной приборостроительной корпорации» (ОПК) рассказал агентству РИА Новости об испытании некоего оружия, способного «с помощью направленной энергии воздействовать на высокоточные боеголовки и бортовую аппаратуру самолетов, а также беспилотных аппаратов», причем на расстоянии в десятки километров.

Год спустя коллеги ОПК из КРЭТ устами Владимира Михеева сделали не менее яркое заявление о том, что «российские военные перешли к новой стадии создания электромагнитного оружия». Причем речь уже идет о самой широкой номенклатуре вооружений. Упоминаются снаряды, бомбы и ракеты, которые «несут на себе специальный взрывомагнитный генератор».

По словам Михеева, российские ученые завершили проект под шифром «Алабуга» в 2011—2012 годах. Работы эти носили теоретический характер и должны были оценить практическую ценность электромагнитного вооружения.

В 2014 году в СМИ появлялись сообщения об испытаниях некоей ракеты «Алабуга», которая, подрываясь в воздухе, якобы может отключать электронное оборудования в радиусе 3,5 км. Никаких подтверждений этой информации в официальных источниках найти не удалось, равно как и нет никаких свидетельств успешности проведенных испытаний, а также представления о характере источника энергии для такого мощного воздействия.

Не имея возможности сравнить качественные характеристики американского и российского вооружения и основываясь только на информации о сроках проведения испытаний, можно сделать вывод о том, что отставание России от США в создании электромагнитного вооружения составляет как минимум от 2 до 5 лет. Учитывая несопоставимость объемов экономик двух стран и степень общего технологического отставания, это очень хороший показатель для российской оборонки.

www.ridus.ru

Убийца цивилизации: электромагнитная бомба

Джим Уилсон

Электромагнитная бомба могла бы вмиг отбросить цивилизацию на 200 лет назад. А изготовить ее террористы могут за 400 долларов

О начале новой войны вы узнаете не по испепеляющей ядерной вспышке и не по жалобным стонам умирающих от вируса Эбола или его аналогов, выведенных генетиками. Вдалеке раздастся резкий треск, и к тому моменту, как вы решите, что это был обычный раскат грома, цивилизованный мир уже развалится. Флуоресцентные светильники и телевизоры, даже выключенные, начнут зловеще мерцать, запахнет озоном из розеток и тлеющей пластмассой от искрящей электропроводки.

Ваш карманный компьютер и MP3-плеер ощутимо нагреются, поскольку их аккумуляторы будут перегружены. Ваш компьютер умрет, и все данные в нем погибнут. Потом вы заметите, что мир и звучать стал по-другому: прекратится работа двигателей внутреннего сгорания, эта фоновая музыка цивилизации.

Двигатели, за исключением некоторых дизелей, никогда больше не заведутся. Сами вы будете целы и невредимы, но отброшены на 200 лет назад, в ту эпоху, когда слово «электричество» означало молнию, раскалывающую ночное небо. Это – не очередной гипотетический сценарий вроде «ошибки 2000 года», а реалистичная оценка ущерба, который, по мнению Пентагона, может быть причинен оружием нового поколения – электромагнитными бомбами.

Первые крупные испытания электромагнитной бомбы были намечены на 2002 год, но пока так и не состоялись. По одной из версий, испытывать бомбу будут над Ираком. В конечном итоге армия надеется, используя эту технологию, взрывать в полете артиллерийские снаряды. военно-морской флот хочет использовать мощный микроволновой импульс электромагнитной бомбы для обезвреживания противокора бельных ракет. ВВС собираются снабдить электромагнитными бомбами свои бомбардировщики, штурмовики, крылатые ракеты и беспилотные летательные аппараты. Когда эта технология будет принята на вооружение, появится один из самых технологически сложных видов оружия, созданных военной системой Соединенных Штатов.

У истории с электромагнитной бомбой есть, однако, и другая сторона, о которой военные говорят неохотно. Хотя американский вариант этого оружия основан на самой передовой технологии, террористы могут достичь той же разрушительной силы без использования hi-tech и гораздо дешевле. По оценке PM, простейшее оружие такого типа можно создать, затратив всего долларов четыреста.

Новая старая идея

Теория, которая лежит в основе электромагнитной бомбы, была предложена в 1922-23 годах физиком Артуром Комптоном не для создания бомб, а для исследования атомов. Комптон показал, что бомбардировка атомов с низким атомным числом потоком высокоэнергетических фотонов приводит к испусканию этими атомами потока электронов. В физике это явление известно под названием комптон-эффекта. Оно послужило важным инструментом для изучения тайн атома.

Любопытно, что именно ядерные исследования привели к неожиданной демонстрации мощи комптон-эффекта и породили новый тип оружия.

В 1958 году разработчики ядерного оружия взорвали высоко над Тихим океаном водородную бомбу. Взрыв вызвал целый шквал гамма-лучей, которые, сталкиваясь с атомами кислорода и водорода, породили настоящее электронное цунами, распространившееся на сотни миль. На Гавайях погасли уличные фонари; системы радионавигации повсюду до самой Австралии вышли из строя на 18 часов.

Соединенные Штаты взялись за изучение способов защиты электроники от подобных электромагнитных импульсов (ЭМИ) и разработку оружия на их основе.

Многие из этих работ засекречены, но, предположительно, в настоящий момент основные усилия сосредоточены на использовании высокотемпературных сверхпроводников для создания сильных магнитных полей. Экспертов по терроризму беспокоит, однако, концепция, которую американцы рассматривали, но отвергли: генератор сжатия магнитного потока (ГСМП).

Электромагнитная бомба для бедных

ГСМП – оружие, на удивление простое. Он состоит, как показано на рисунке сверху, из трубки, начиненной взрывчаткой и помещенной внутри медной обмотки.

За мгновение до детонации химического заряда ток от конденсаторной батареи поступает в обмотку и создает магнитное поле. Детонация заряда распространяется от заднего конца трубки к переднему. Расширяющаяся трубка касается края обмотки и создает движущееся короткое замыкание. Движущееся замыкание сжимает магнитное поле и в то же время уменьшает индуктивность обмотки статора.

В результате ГСМП создает быстрорастущий импульс тока, который обрывается до окончательного разрушения устройства. Согласно опубликованным результатам, время роста составляет десятки или сотни микросекунд, а пиковое значение силы тока – десятки миллионов ампер. По сравнению с получающимся импульсом разряд молнии выглядит как фотовспышка.

Единственная защита против такой бомбы – клетка Фарадея (КФ).

Индийский след

Индийские военные подвергают сомнению вариант с использованием КФ.

Вопервых, импульсы высокой частоты могут пробраться сквозь отверстия в КФ. Вторая проблема известна под названием «запаздывающего действия ЭМИ» и составляет самое опасное свойство ГСМП. Этот эффект проявляется в течение первых 15 минут после детонации. В это время ЭМИ, проникнув сквозь электрические системы, создает в них локализованные магнитные поля. При спадании полей возникают резкие перепады напряжения, которые распространяются по системам электропитания. Изза этого эффекта «батареи фейерверков» террористам не нужно сбрасывать электромагнитные бомбы прямо на те цели, которые они хотят уничтожить. Тщательно охраняемые объекты, например телефонные станции и центры электронного перевода денежных средств, можно будет атаковать через каналы питания и телекоммуникаций.

Чтобы разрушить основы современного общества, достаточно отключить электричество, компьютеры и средства связи. В век терроризма, поддерживаемого странами «третьего мира», электромагнитная бомба становится великим уравнителем.

mirznanii.com

Бомбы, которые не взрываются | Журнал Популярная Механика

«ПМ» уже не раз писала об электромагнитном оружии. В ударно-волновых и взрывомагнитных генераторах частоты в электромагнитное излучение преобразуется энергия взрывчатых веществ. Однако существует и другая разновидность электромагнитного оружия — невзрывные источники излучения.

Первое боевое применение подобного оружия можно датировать 17 января 1991 года, когда американские войска использовали модифицированные крылатые ракеты Tomahawk. При приближении к цели двигатели ракет последние несколько секунд уже не поддерживали горизонтальный полет, а работали как источники питания генераторов мощного излучения. Оно должно было вывести из строя радиолокаторы иракской системы ПВО, что значительно облегчило бы достижение превосходства в воздухе. Было ли применение электромагнитного оружия успешным, мы никогда не узнаем: может, приемники радаров и вышли из строя, но излучатели — нет, поэтому американские военные, желая подстраховаться, применили ракеты, разнесшие радары в клочья.

Бомба из карандашей

При движении электронов с ускорением возникает электромагнитное излучение, поэтому достаточно, например, просто искривить траекторию электрона (любое движение, отличное от равномерного и прямолинейного, есть движение с ускорением). Это можно сделать с помощью магнитного поля — именно так устроен магнетрон, основа любой СВЧ-печки. Но по удельной (на единицу объема) мощности их превосходит так называемый виркатор.

Устроен виркатор очень просто: представьте себе электронную лампу, у которой есть два электрода — эмиттер и сетка. При приложении к ним импульса высокого напряжения формируется облако электронов, которое движется к сетке, пролетает сквозь ее ячейки и колеблется относительно сетки вплоть до полной нейтрализации заряда, излучая радиочастотное ЭМИ. Облако электронов выполняет роль «виртуального катода», от которого, собственно, и происходит название «виркатор».

Генерация гигаваттной мощности требует такого числа электронов, которое можно получить лишь при взрывной эмиссии (не имеющей никакого отношения к взрывчатке): на микроостриях поверхности эмиттера под действием поля высокой напряженности происходит сильный местный разогрев вещества и оно превращается в плотную плазму (то есть взрывается). Интересно, что нужная плотность микронеровностей (в сочетании с нужной проводимостью) получается на сломе графита, поэтому один из самых удобных материалов для эмиттера — сломанные грифели карандашей.

Вакуумные мастодонты

«Потрошение» карандашей — не основная трудность создания виркатора. Взрывная эмиссия эффективна лишь при огромных (около мегавольта) напряжениях, и, чтобы избежать пробоя в излучателе, приходится увеличивать размеры до кубометров. Высокое напряжение, характерное для работы источников вакуумной электроники, не позволяет значительно снизить габариты, поэтому отношение энергии генерируемого радиочастотного электромагнитного излучения (РЧЭМИ) к объему у таких источников мало (микроджоули на кубический сантиметр). Малый разброс энергий электронов, а значит, узкий частотный диапазон генерируемого вакуумными излучателями РЧЭМИ позволяет сделать излучение остронаправленным, но избежать наличия боковых лепестков, которые могут сжечь систему наведения основного пучка, все равно нельзя: происходит «фратрицид», то есть «пожирание собратьев», — термин заимствован из сленга биологов.

«Гибрид»: виркатор плюс ВМГ Нагрузкой спирального ВМГ (на рисунке слева) служит коаксиал из центрального проводника 1 и цилиндра 2 из тонкой фольги. Коаксиальная нагрузка малоиндуктивна, поэтому при срабатывании ВМГ ток и энергия быстро возрастают. В конечной фазе срабатывает цилиндрическая разводка 3, формируя в кольцевом заряде 4 сходящуюся детонационную волну. Взрывом цилиндр 2 из фольги разрушается на много частей при продавливании в пазы между ребрами изоляционной катушки 5. Разрыв токового контура приводит к генерации напряжения, которое прикладывается от точек разрыва к эмиттеру и сетке виркатора. Оно равно отношению магнитного потока ко времени, за которое произошел разрыв контура. Это время — порядка микросекунды, а электропрочность катушки 5 достаточно высока: изоляцию обеспечивают электроотрицательные газообразные продукты взрыва (окислы углерода и азота), сжатые до огромных (порядка 1 г/см3) плотностей. Такой взрывной трансформатор имеет меньшие габариты, чем традиционный.

Полезное свойство вакуумного излучателя — возможность многократных срабатываний: его конструкция не превращается взрывом в крошево, летящее в разных направлениях. Однако реализация этого свойства дается дорогой ценой: вакуумный излучатель не заработает при включении в розетку с напряжением в 220 вольт, для его энергообеспечения необходимы высоковольтные формирователи, трансформаторы, обострители. Они тоже имеют немалые габариты — тем большие, чем больше потребляемая энергия. Объемы мощных излучателей измеряются кубометрами, масса — десятками тонн.

Полицейское оружие

Понятно, какими удобными целями для противника будут на поле боя такие мастодонты. Да и по дальности поражения целей направленные излучатели РЧЭМИ на основе вакуумных источников всегда проиграют равным по габаритам «направленным» огневым средствам — реактивной и ствольной артиллерии. А уж габариты равного по мощности взрывного излучателя будут меньше в сотни раз, потому что для его работы характерен большой ток, но малое напряжение. Надо искать области применения, где недостатки не столь уж важны, а достоинства используются максимально. К таким относится применение в полицейских и миротворческих целях.

Уже несколько лет в США испытывается машина с «микроволновой пушкой» — направленным источником РЧЭМИ, предназначенным для «отпугивания» демонстрантов на дистанции в сотню метров легкими ожогами. Эта машина вполне может быть тяжелой и неповоротливой, наводить источник за сотню метров можно без использования электроники, а работать он будет, пока хватит солярки для генератора.

Вакуумные источники могут также «прикрыть» бронетехнику от современных управляемых боеприпасов, поражающих танки сверху. РЧЭМИ рассеивается в пределах большого телесного угла, что делает ненужным наведение. Но против обычных подкалиберных снарядов или даже противобортовых мин эта система совершенно бесполезна. Несколько лет назад было предложено создать на основе вакуумного источника РЧЭМИ специализированную машину разминирования, которая могла бы проделывать проходы в минных полях, «ослепляя» неконтактные мины. Но достаточно одной «низкотехнологичной» мины с механическим взрывателем — и эффективность этого метода падает до нуля.

Лабораторное оружие

Можно ли избавиться от громоздкой и капризной вакуумной и высоковольтной техники? Да, если воспользоваться некоторыми свойствами высокотемпературных сверхпроводников.

Сверхпроводниковый излучатель — одновитковый соленоид из меди, размещенный внутри него диск из искусственного сапфира, на который напылено кольцо из сверхпроводящей керамики. Когда рабочие напряжения близки к мегавольтным, проблемы предотвращения пробоя — всегда важнейшие, и не только в конструкции собственно излучателя, где могут применяться эффективные изоляторы. РЧЭМИ с высокой плотностью мощности тоже способно вызывать разряд в окружающем воздухе. Понятно, что изменить состав земной атмосферы, сделав ее более электропрочной, нереально, и, если плотность потока мощности/энергии РЧЭМИ на выходе из излучателя превысит пробивное значение, то излучение будет бесполезно нагревать образованную им же плазму. Чем короче импульс РЧЭМИ, тем выше плотность потока энергии, соответствующая пробою, поэтому излучатели, формирующие сверхкороткие (менее наносекунды) импульсы, имеют лучшие военные перспективы (к тому же, такие импульсы более эффективно воздействуют на облучаемую электронику). Пробой — фундаментальное физическое ограничение, существование которого диктует жесткую связь габаритов излучателя с максимально достижимым для него уровнем мощности, а для данного уровня мощности — определяет минимальное значение телесного угла, в пределах которого может формироваться РЧЭМИ. Один из способов преодолеть это ограничение — применение распределенной сети сравнительно маломощных управляемых направленных источников небольших габаритов.

Сверхпроводниковый излучатель — очень простое устройство: одновитковый соленоид из меди и размещенный внутри него диск из искусственного сапфира, на который напылено кольцо из керамики YBa2Cu3O7. При охлаждении жидким азотом кольцо становится сверхпроводящим. Теперь подадим в соленоид импульс тока (с длительностью фронта меньше микросекунды и амплитудой 30−50 килоампер). Индуктивность соленоида в начальный момент времени очень мала благодаря наличию сверхпроводящего вкладыша внутри, и ток быстро нарастает. Наступает момент, когда внешнее поле превышает критическое значение и в кольце возникает фазовый переход, фронт которого движется от периферии к оси кольца и за которым сверхпроводимость исчезает. Скорость этого движения — километры в секунду (или миллиметры в микросекунду), и при ширине кольца в несколько миллиметров за время менее микросекунды (пока поле «ест» сверхпроводимость) можно «накачать» энергию в единицы джоулей в излучатель. В момент, когда фронт фазового перехода достигает внутренней границы кольца, ток и его магнитный момент скачкообразно меняются, при этом генерируется импульс РЧЭМИ.

Для такого сверхпроводникового излучателя характерны большие токи и сравнительно малые напряжения, а значит, и небольшие габариты. Однако и ему присущи серьезные недостатки, которые препятствуют боевому применению: необходимость использовать жидкий азот, а самое главное — сравнительно низкий уровень генерируемой мощности (мегаватты). Зато в лабораторных исследованиях реакции электроники различных типов на сверхширокополосные импульсы РЧЭМИ ему нет равных.

Гибридное оружие

Система энергообеспечения вакуумных излучателей характеризуется большими габаритами и массой. Так почему бы не совместить виркатор с взрывной системой энергообеспечения — например, достаточно компактным спиральным взрывомагнитным генератором?

Однако ВМГ — источник тока, а не напряжения, поэтому для формирования высоковольтного импульса питания вакуумного излучателя требуется трансформатор. При детонации нескольких килограммов взрывчатки в ВМГ излучатель вряд ли уцелеет, поэтому нет нужды беречь и трансформатор — его тоже можно сделать одноразовым, получив высокое напряжение при высвобождении магнитного потока.

Концепция «гибридного» боеприпаса противоречива. С одной стороны, виркатор формирует направленное излучение и, следовательно, требует наведения на цель, а ведь преимущество РЧЭМИ перед другими поражающими факторами — как раз в большей энергетической эффективности, которая делает возможным отказ от систем наведения. С другой стороны, в таком боеприпасе используется взрывчатка, поэтому ни о какой возможности длительной работы излучателя речь не идет — его срабатывание однократно. Тем не менее 26 марта 2003 года, во время второй войны с Ираком, американские военные сбросили на один из телецентров двухтонную бомбу с «гибридной» боевой частью, снабженной направленным электромагнитным излучателем. Бомба была управляемой, а значит, круговое вероятное отклонение директрисы облучения от точки прицеливания было меньше десятка метров. Результатом стало отключение телевещания более чем на час. На какое же время прекратилось бы вещание после попадания двухтонной управляемой бомбы, если бы она была не электромагнитной, а фугасной? На этот вопрос любой из читателей «ПМ» может ответить самостоятельно.

Автор статьи с 1984 по 1997 год возглавлял лабораторию специальных боеприпасов ЦНИИХМ (химии и механики). В 1994 году его доклад «Радиочастотное оружие на поле боя будущего» на конференции в Бордо привел к пересмотру классификации электромагнитного оружия. С тех пор на Западе боеприпасы с прямым преобразованием радиочастотной энергии называют «устройствами Прищепенко» (Prishchepenko-type)

Статья опубликована в журнале «Популярная механика» (№8, Август 2008).

www.popmech.ru

Электромагнитные бомбы России пугают Запад

Радиоэлектронное оружие — электромагнитные бомбы и СВЧ-пушки — это традиционная тема для спекуляций и преувеличений. Как утверждает американская пресса со ссылкой на источники в спецслужбах, США опасаются, что новые сверхмощные электромагнитные бомбы, якобы созданные в России, Китае, Северной Корее и разрабатываемые в Иране, могут вывести из строя американскую систему противоракетной обороны и навредить союзникам. Обесточить Японию и Тайвань, «погасить свет» над Европой и Израилем, а также попасть в руки террористов. Если судить по открытым публикациям, разработки в этой сфере куда скромнее — существуют образцы электромагнитных пушек, которые способны вывести из строя лишь локальные объекты. При этом дальше всего в этой сфере продвинулись именно Соединённые Штаты.


Согласно опубликованному докладу Конгресса, несколько стран, включая КНР и Россию, производят мощные бомбы, предназначенные для создания импульсных волн. Они якобы способны вывести из строя всю электронику в радиусе сотни миль — от компьютеров до электрических сетей. Документ был составлен ещё в июле 2017 года, но обнародован только сейчас.

«Использование электромагнитных бомб является частью военных доктрин <…> России, Китая, Северной Кореи и Ирана для революционно нового способа ведения войны против вооруженных сил и гражданских инфраструктур», — цитирует выдержки из доклада старший редактор The Washington Free Beacon Билл Герц — известный журналист, которого неоднократно подозревали в тесном сотрудничестве с американскими спецслужбами.

Указанный способ ведения боевых действий известен под разными названиями — «конфликт шестого поколения», «бесконтактная» или «тотально информационная» война. В теории суть применения электромагнитных бомб (super-EMP) состоит в том, что радиоэлектронный взрыв происходит на относительно большой высоте, электромагнитные волны не наносят вред людям, но их импульса достаточно для поражения электроники. Бомбы производят гамма-лучи, которые генерируют электромагнитное поле напряжением в 200 тысяч В/м (вольт на метр). Этого достаточно, чтобы «сжечь» все стратегические коммуникационные и интеллектуальные системы, отмечается в докладе, при этом подчёркивается, что в арсенале США такое оружие отсутствует, но оно якобы уже есть у России, Китая, КНДР и в краткосрочной перспективе должно появиться у Ирана.

This is what keeps me awake at night: China, Russia Building Super- #EMP Bombs for #BlackoutWarfare - AND the destruction of our society as we know it - https://t.co/UWIORJ4jRt#infosec#cybersecurity#CyberWarfare#criticalinfrastructure#[email protected]#cdnpolipic.twitter.com/zTF5QCV3mE

— Steve Waterhouse (@Water_Steve) January 24, 2019

Эксперты Конгресса уверены, что электромагнитные бомбы на вооружение Тегерана могут встать уже через год, что создает опасность их гипотетического применения против союзников США — Израиля или монархий Персидского залива. В свою очередь, китайские военные в состоянии уже сейчас «обесточить» Тайвань и привести в негодность американские ударные авианосные группы в регионе, северокорейские — «выключить свет» Японии, а российские — взорвать «одну из своих суперэлектромагнитных бомб над Европой, чтобы погрузить НАТО и континент в хаос», предупреждает доклад. При этом бомбы могут использоваться не только в обычном, но и, в комбинации с другими средствами, в глобальном ядерном конфликте. Как отмечает Билл Герц, взрыв боеприпасов над территорией США может вывести из строя стратегические объекты — элементы национальной ПРО, размещённые на Аляске и в Калифорнии, командный центр Пентагона (недалеко от Вашингтона), командование воздушно-космической обороны Северной Америки (NORAD) в Колорадо.

По мнению американских аналитиков, относительная дешевизна бомб и ассортимент средств их доставки (в качестве носителей боеприпасов указаны «спутники, ракеты большой, средней и малой дальности») опасны тем, что при неблагоприятном развитии событий они могут попасть в руки радикальных фанатиков вроде террористов «Исламского государства» (организация запрещена в России).

В России и Китае действительно не скрывают, что разрабатывают радиоэлектронное оружие, но те разработки, о которых известно, куда скромнее. Так, в октябре 2018 года заместитель директора «Радиоэлектронных технологий» (КРЭТ) Владимир Михеев заявлял, что концерн испытывает различные образцы радиоэлектронного оружия, в частности, СВЧ-пушки. Оружие с помощью электромагнитного «выстрела» в перспективе сможет, например, сжигать головки самонаведения ракет, добавлял топ-менеджер. В сентябре 2017 года Михеев также рассказывал о ведущихся в этой сфере интенсивных разработках.

«В частности, возможно создание помехового влияния с временным выводом систем вооружения и военной техники противника из строя вплоть до её полного радиоэлектронного поражения, приводящего к энергетическому, деструктивному повреждению основных электронных элементов, плат, блоков и систем», — пояснял он.

В 2014 году СМИ сообщали о ведущихся КРЭТ работах в рамках проекта «Алабуга», предполагающего в том числе создание ракеты с боевым блоком в виде мощного генератора высокочастотного электромагнитного излучения. Такой генератор якобы должен срабатывать на высоте 300 метров, «накрывая» своим излучением зону радиусом в 3,5 км. Однако представители концерна опровергали эту информацию. По их словам, «Алабуга» — широкий проект, работы над которым велись в 2011–2012 годах, и цель которого — изучить поражающие свойства радиоэлектронного оружия, а не создать конкретные образцы вооружений.

В Китае в январе 2017 года команда Объединённого института ядерных исследований представила продукт шестилетней работы — прототип СВЧ-пушки. Новое оружие удостоилось национальной премии КНР как важное достижение в области технологий.

«Эта китайская пушка относительно небольшой мощности, установленная на кораблях, самолетах, танках и другой военной технике, может стать эффективным средством обороны, парализуя или сбивая с курса летящие ракеты, выводя из строя электронику вражеских транспортных средств и интеллектуального личного оружия», — отмечал американский журнал Popular Science.

В то же время США, которые, как выяснилось, придают большое значение российским и китайским разработками радиоэлектронного оружия, сами активно работают в этом направлении. В 2015 году ВВС США сообщили о завершении работ над проектом CHAMP, проводившихся совместно с корпорацией Boeing. Созданная в рамках этого проекта система (дрон с СВЧ-пушкой) может прицельно выводить из строя энергоснабжение зданий.

#EMP Weapon: #Boeing Unveils Amazing, Slightly Terrifying Battle Technology http://t.co/RBqn1jYgGO#CHAMP#Dahboo7pic.twitter.com/MGLA8dIShG

— Dahboo7 (@dahboo7) May 25, 2015

В Сети публиковались видео, якобы сделанные во время испытаний CHAMP (велись в 2012–2016 годы), на которых видны последствия электромагнитного импульса — выходящая из строя электроника, выключающийся свет. Как сообщал портал Digital Trends, пять образцов этого оружия были закуплены ВВС США для испытаний, но дальнейшая судьба CHAMP находится вне публичного поля.

news.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *