波武器和相关问题初探

             ---兼议译著“波武器——电子系统强力毁伤”

                        都世民

一.从一夲译著说起

2014年01月,国防工业出版社出版了《波武器(电子系统强力毁伤)》一书,(作者多贝金等)原书名直译为《电子对抗一一无线电电子系统的强力毁伤》,是俄文版，全书分12章.介绍了电磁(微波和激光)武器、声波武器和反雷达导弹4种类型的武器的相关知识。译者董戈等。是清华大学中俄科技合作丛书。

译者改书名合不合适，按理说译文与译著应忠实原文。既然改了，有无道理？从全书大多数内容看，是讲述波武器，但不是全部。从全书系统性看，改后有不系统的感觉。从逻辑上看，要阐述波武器，应先讲述波武器由来、发展历程、现代进展、存在问题、今后展望。显然改后不合适。原著是从电子对抗角度，避免与信息对抗混淆，加附标题以示区别，“无线电电子系统的强力毁伤”较为合适。作者把利用高强度电磁波和声波手段对电子系统进行功能和性能干扰与摧毁的武器列为功能毁伤型武器，为了区分夲书所述重点与其它武器差别，在第三章作了讨论。但作者没有阐述人造波武器的由来与核爆炸电磁脉冲有什么样关联。这是夲书缺陷。

夲书对微波武器的组成、原理与发展讲述比较详细，有深度和广度。对激光武器原理、特点、作用的评估、类型讲述比较简单。

夲书对反雷达导弹讲述分两章，占一定份量，放在夲书中阐述电子对抗比较合理，但放在波武器书中就不合理了。它不是高能量武器。过去业界广泛称作反辐射导弹(ARM)，夲书改称作反雷达导弹。

二.波武器的新概念

波武器新概念的提出意味什么呢？原先对这种武器有的称作“高新技术武器”、“高能武器”、“微波武器”、“高功率微波武器(HPMW)”、“电磁波非致命性武器”、“射频武器”、“电磁脉冲武器”、“激光武器”、“声波武器”、“死光武器”等称呼，现在提出波武器新名称，能否涵盖这些以往的名称的含义，是值得讨论的议题。

另外，现在学术界研究“波科学”，与波武器的提出有无关联？波科学与原先广泛运用的麥克斯韦的“电磁理论”有何异同？而波武器也有人称作“电磁波武器”。

波武器是利用定向的强电磁波能量指向空中各种飞行器或地面或海上的武器装备，以损伤其电力、电子设备和人员的定向能武器。

高功率微波武器指能发射峰值功率在吉瓦以上、频率为1吉赫一300吉赫的脉冲微波束。

激光波武器(Laser Weapon)是一种利用沿一定方向发射的高能激光束攻击目标的定向能武器。高功率波武器是一种备受瞩目的新概念武器,在经过几十年的发展之后,开始逐步的从技术的开发研制向现实的武器转化。 长期以来,虽然很多国家都在开发或已经拥有了这类武器,但他们仍然高度保密。至到最近,才有少数几个国家承认拥有可多次使用的定向微波发射系统,但还没有任何国家公开承认拥有一次性微波炸弹。在已公开承认拥有微波武器的国家中,美国的微波武器项目发展得比较成熟.美国在科索沃和阿富汗行动中使用了波武器,但这一消息一直没有得到美国官方的确认。

波武器新概念就“波”而言，大多数人知道的有：水波、声波、电磁波、光波、冲击波、地震波、引力波等。这些波都会对人类造成伤害，有天然和人为之区别。但用作武器的，目前了解的有：冲击波、电磁波、光波、声波。按专业术语界定，无线电波包含声波、电磁波和光波。目前媒体很少用无线电波这个词。引力波目前未见有武器出现。

三.波武器的由来

早在二战时期，有人就提出用电磁波作为武器，在雷达实用化后不久，有人提出用电磁波去攻击对方飞机。二战后期，当时的纳粹德国为对抗盟军空中力量，其科学家提出用特大型反射面天线将电磁能聚焦並发射出去，用来击毁盟军飞机。纳粹德国将其电磁波武器的资料通过潜艇送到日本。直到战争结束，日本也没能取得任何实质性进展。战后，纳粹德国电磁波武器的相关资料分别被美国和苏联获得，在此基础上美、苏分别开始各自电磁波武器的研制工作。

1961年10月，前苏联在新地岛上空35千米处进行空爆核试验，不料氢弹不仅毁灭了爆心附近的一切，还对数千千米范围内的电子系统产生冲击，苏军地面的防空雷达被烧坏，无法探测空中的飞行目标；数千千米长的通信中断，部队1个多小时处于无法指挥状态。

1962年，美国在太平洋的约翰斯顿岛上空进行空爆核试验后，距约翰斯顿岛1400千米之遥的檀香山却陷入一片混乱。防盗报警器响个不停，街灯熄灭，动力设备上的继电器一个个被烧毁.

如此巨大的破坏力，是什么效应造成的？解开这个谜，经过多年的研究，才发现这是氢弹爆炸所产生的电磁脉冲造成的恶果。核电磁脉冲就是利用核爆炸产生的高强度电磁脉冲对目标的电子线路和元器件构成严重破坏的效应。核武器的发展对波武器研究起了很大的推动作用。拥有核武器的国家在实施核爆时，进行了大量的核效应试验。获得大量试验数据，並获得核效应毁伤电力、电子设备及人员毁伤的评估方法。

在这些工作的基础上，模拟核效应电磁脉冲的非核效应电磁脉冲的研究应运而生。这也是波武器研究的起始思维。

波武器要研究以下问题：

1.产生高功率电磁波的信号源；

2.研制高功率大型反射面天线将强电磁波能量、定向、窄波束辐射到自由空间，如今已有其它天线型式；

3.研究空间传输电磁能的属性，以减低传输损耗；

4.研究电力、电子设备的薄弱环节，包括电磁耦合、电磁感应、接地、滤波、屏蔽等诸多电磁兼容和电磁不兼容问题，寻找有效攻击电力、电子设备和人员的方法。

5.评估毁伤效果的方法、规范。

四.波武器的分类

波武器包括以下几种：

极低频波武器、

低频波武器、

射频波武器、

微波波武器

毫米波波武器、

激光的波武器。

按照结构,微波武器分为：

可重复使用的高功率微波定向发射系统；

一次使用的高功率微波定向发射系统两种.

五.波武器源

微波武器源包括以下几种：

1.一次性使用的功能毁伤型武器 ----- 磁爆发生器.

2.多次使用的功能毁伤型微波武器 .

3. 超强微波脉冲发生器.
4. 强电流电子加速器 强脉冲发生器 电子爆炸发射的二极管.
5 电动力系统.

6  超强真空微波振荡 ( 契伦科夫振荡器 契伦科夫多波振荡器 回旋管).
7  等离子体超强功率微波振荡器.

8  虚阴极器件.
9  磁绝缘线性振荡器.
10 大功率超宽频带脉冲发生器.

高能激光器是产生高功率激光能量的设备，它包括以下几种：

有二氧化碳激光器、

化学激光器、

准分子激光器、

自由电子激光器、

核激励激光器 、

X射线激光器和

γ射线激光器等。

美国要求高能激光器的平均功率至少为2万瓦或脉冲能量达3万焦耳以上。

六.波武器的效能及优点

高能量微波辐射形成的瞬变电磁场可以发出能量高达数百万瓦的电磁脉冲，频域宽，从极低频到毫米波,可使金属表面产生感应电流，通过天线、导线、电缆和各种开口或缝隙电磁耦合到卫星、巡航导弹、飞机、舰艇、坦克、装甲车辆、通信系统以及雷达、计算机设备等内部，尤其是指挥通信枢钮、作战联络网等重要的信息战的节点和部位。使目标遭受物理性破坏，并丧失作战效能，其破坏的程度达到不能修复。破坏各种敏感元件，如传感器和电子元器件，使元器件产生状态反转、击穿，出现误码、记忆信息抹掉等。

强大的电磁辐射会使整个通信网络失控，这是因为高功率脉冲超过敏感元器件的额定值，设备会因过载而造成永久性毁伤。如果辐射的微波功率足够强，则装备外壳开口与缝隙处可以被电离，从而变成良导体；103～104W/cm2时，会在很短的时间内使目标受高热而破坏，甚至能够提前引爆导弹中的战斗部或炸药。

微波武器是隐形飞机的克星。这主要是由隐形飞机自身的设计特点造成的。隐形飞机为了达电传操纵系统、推力矢量系统等先进技术，才能解决飞机的纵向和横向安定性、操纵性等问题.

微波武器可用于攻击卫星、弹道导弹，巡航导弹、飞机、舰艇、坦克。激光武器是利用高亮度强激光束携带的巨大能量摧毁或杀伤敌方飞机、导弹、卫星和人员等目标的高技术新概念武器。强激光武器有着其它武器无可比拟的优点，强激光武器在光电对抗、防空和战略防御中可发挥独特作用。具有速度快、精度高、拦截距离远、火力转移迅速、不受外界电磁波干扰、持续战斗力强等优点。

七.波武器与多学科的融合

波武器首先涉及电磁理论和电磁波相关技术与核科学技术。

核效应测量涉及自动化仪器仪表检测学科。

核加固技术的相关研究主要归属于电磁兼容学科。

非核电磁脉冲技术涉及真空管学科、高效、高能反射面天线学科、微波器件及馈线和防高能击穿的技术。

高能电磁波传输涉及电波传播学科。

波武器属于军事学科。

波武器高功率发生器的机理涉及相对论。

波武器对人员的伤害涉及电磁波对人体健康的影响，这与生物医学、人体科学、电磁波对人体传输的分析模型的建立、计算和试验验证，这与计算方法、电波测量等专业有关联。

不难看岀，一种新概念武器的出现，意味着诸多学科的交叉和融合。这是不争的事实。

八.波武器的联想与题外音

笔者探索波武器与自己工作经历和长期从事的专业有关联，退休后与自己的兴趣有关。从探索中笔者发现几个问题值得提出讨论：

1.电子设备的小型化、集成化和模块化，使真空管、电子管从电力、电子设备中逐渐消失。原先一台电脑要几间房子安装，如今一个笔记夲替代，电脑、电子设备安全可靠了。就在此同时，电磁兼容学科却在研究设备的键盘、孔、缝隙等电磁泄露，研究电缆与电线的电磁感应与耦合，目的是增强电子设备的安全防护。

2.研究者会想到这些研究成果被军事专家作为研发新武器的思路。从思维角度看是逆向思维；从技术发展角度看，是事物的两重性，有正面效应就有负面效应。谁能阻止呢？！有矛就有盾，这是千真万确的事实。

3.应当指出的是，人们在议论转基因食品安全问题时，笔者发现一种现象：军事专家提出转基因武器和国家安全；农业种植专家却大多数认为这是危言耸听！有的院士居然发声说“反转”人士是空想。

4.几十年的科技发展，使有的企业从繁荣变为冷清，直至倒闭或转型，这也是不争的事实。例如，电报、胶卷、电子管、晶体管等。但是有的技术却岀现回归，例如，高功率微波真空管就是一个例子，当然它的回归是在性能上有突破。

注：本文参考资料主要是文中提到的译著和百度网页相关词条。