[科普中國]-殺敵于無形的波武器（二）：高功率微波彈

出品：科普中國

作者：岳江鋒

策劃：宋雅娟

監(jiān)制：光明網(wǎng)科普事業(yè)部

除了可重復(fù)使用的高功率微波武器，還有一類重要的高功率微波武器，即一次性使用的高功率微波彈。這種武器早已在實戰(zhàn)中投入使用：海灣戰(zhàn)爭中，美軍將數(shù)枚高功率微波炸彈和其他武器配合使用，使巴格達指揮系統(tǒng)一度中斷。無論從技術(shù)上還是結(jié)構(gòu)上講，高功率微波彈比較簡單，易于實現(xiàn)，因而是今后發(fā)展的重點。

高功率微波彈（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）

創(chuàng)想來自氫彈的電磁脈沖效應(yīng)

電磁脈沖炸彈的產(chǎn)生源于美蘇發(fā)展氫彈的實踐。氫彈作為核武器家族的重要成員，其爆炸不僅會產(chǎn)生沖擊波、光輻射、核輻射和放射性污染，還會產(chǎn)生電磁脈沖效應(yīng)。這是因為氫彈爆炸會產(chǎn)生密集的α射線和γ射線，這些射線會從大氣中電離出大量高速運動的電子，繼而在空中產(chǎn)生強大的電場。

在爆炸中心附近幾千米內(nèi)的電場強度可達到數(shù)萬伏/米，不斷變化的電場又會激勵出磁場，瞬間產(chǎn)生的電磁場會以光速傳播并產(chǎn)生強大的電磁脈沖，從而導(dǎo)致地面上的電器產(chǎn)生感應(yīng)電磁場，將電子設(shè)備燒毀。它的作用范圍隨著爆炸高度的增加而擴大。爆炸當量為1000噸TNT的氫彈如在40千米高空爆炸，產(chǎn)生的電磁脈沖可影響整個歐洲。

然而，在全球反核武器的巨大聲浪下，軍事強國對使用核武器的后果十分忌憚，因為其對地球帶來的毀滅性影響令世人難以承受，且可能遭到對手的核報復(fù)。因此，他們希望找到一種以非核爆形式產(chǎn)生高能電磁脈沖的方法。這一“創(chuàng)想”最終在20世紀80年代后期取得成果，即高功率微波彈。

1985年，美國在制定“星球大戰(zhàn)”（SDI）計劃時，就把高功率微波武器列為其空間武器發(fā)展的主攻項目，重點研究電磁武器的殺傷機理。1993年，美國進行了代號為“豎琴”的電磁脈沖武器試驗，通過天線群向電離層發(fā)射電磁脈沖，試驗成功阻斷了通信并摧毀來襲的導(dǎo)彈。非核機理的微波武器在打擊威力上不亞于核爆炸的電磁脈沖效應(yīng)，但不會帶來核武器那樣的大規(guī)模殺傷力。

電磁脈沖產(chǎn)生的感應(yīng)電磁場將電子設(shè)備燒毀（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）

它其實就是高效的“能量轉(zhuǎn)換器”

高功率微波彈是以炸藥和化學(xué)燃料的爆炸能為能源，并用高功率脈沖發(fā)生器替代核爆炸產(chǎn)生的局部強力電磁脈沖來破壞電子設(shè)備。高功率微波彈的工作原理可簡述為一種能量形式的“轉(zhuǎn)換器”，即先將炸藥(或推進劑)的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成大功率低頻電磁能，然后再轉(zhuǎn)換成高功率微波電磁脈沖。

微波炸彈主要由電磁戰(zhàn)斗部和點火裝置兩部分構(gòu)成。前者是高功率發(fā)生器，基本部件包括電源、微波諧振裝置和輻射微波波束的天線；后者視彈種而異，可包括雷達高度表、氣壓計引信或GPS/慣性制導(dǎo)炸彈使用的導(dǎo)航系統(tǒng)。微波炸彈主要是通過磁通壓縮發(fā)生器和虛陰極振蕩器完成能量形式的兩次轉(zhuǎn)換。

微波炸彈的殺傷力主要受到輸出功率、能量耦合效率、爆炸高度、目標加固程度等諸種因素的制約。高功率微波彈體積小、重量輕，便于攜帶與投擲。這種武器的投射方式有:機載空投、無人機載彈自主攻擊、導(dǎo)彈運載投射、火炮發(fā)射和人力投射。俄羅斯的一種提箱式微波炸彈只有公文包大小，可產(chǎn)生高達10吉赫、頻率為31吉赫的微波脈沖。

高功率微波彈有啥優(yōu)勢

高功率微波彈可進行電子戰(zhàn)、戰(zhàn)略空襲作戰(zhàn)、進攻型防空作戰(zhàn)、戰(zhàn)場空中封鎖作戰(zhàn)，通過增加戰(zhàn)場指控鏈條的壓力，使對方放棄抵抗。與現(xiàn)有兵器相比，它具有如下優(yōu)點： (1)能把能量高度集中，以光速或接近光速的速度直接射向目標，使之難以躲避；(2)可快速地轉(zhuǎn)換攻擊方向，反應(yīng)靈活；(3)一般只對目標本身或其某一部位造成破壞，而不像核武器、化學(xué)武器和生物武器那樣造成大范圍的損害。

高功率微波彈將使先進武器及指揮系統(tǒng)失去效能（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）

美國有多種可攜帶微波彈頭的機載空投炸彈。在1991年的海灣戰(zhàn)爭中，美軍利用“戰(zhàn)斧”巡航導(dǎo)彈作運載平臺，投擲了仍處于實驗狀態(tài)的微波炸彈，幾乎使巴格達指控系統(tǒng)陷入癱瘓。在科索沃戰(zhàn)爭中，美軍再次將其作為對南聯(lián)盟實施信息打擊的主要武器之一。除了“戰(zhàn)斧”，美軍還為其精確制導(dǎo)武器—— MK84“聯(lián)合直接攻擊彈藥”（俗稱“杰達姆”）配備了微波炸彈，其電磁戰(zhàn)斗部包含電池電源、同軸電容器組、二極螺線形磁通壓縮發(fā)生器、脈沖形成網(wǎng)絡(luò)、虛陰極振蕩器和微波天線等。其中,主電源是磁通壓縮器，虛陰極振蕩器是將電能轉(zhuǎn)變成微波能量的諧波裝置。

俄羅斯在1994年前后開始試驗各種用途的小型爆炸激勵的微波炸彈，小到單兵投擲的手榴彈，大到火炮發(fā)射的155毫米口徑的炮彈。除美、俄以外，正在研制或引進微波炸彈技術(shù)的國家和地區(qū)還有英國、法國、澳大利亞、瑞士、韓國、日本、印度、德國和臺灣等。